differentialförstärkare

En differentialförstärkare är en elektronisk förstärkare som förstärker skillnaden mellan två ingångssignaler samtidigt som gemensamma störningar på båda ingångarna reduceras. Den används ofta som byggsten i analoga förstärkarkretsar och i instrumenterings- och mätapplikationer där små differentialsignaler ska förstärkas i närvaro av stora störningar.

Den klassiska arkitekturen är en diff-pär med långsträckt konfiguration där två transistorbaserade ingångar delar en gemensam tail-strömkälla. Varje transistor matar en kollektorbelastning som kan vara resistiv eller en strömmande spegel. Den differentiala strömförändringen som uppstår när ingångarna skiljer sig åt omvandlas till en spänningsskillnad över belastningen, vilket ger differentialutgångar eller en singel-enders output via en av lastena.

Vanliga mått på prestanda inkluderar differentialgain (Ad), gemensam-modegain (Ac) och därmed CMRR (CMRR ≈ Ad/Ac). Kvaliteten på diff-förstärkaren påverkas av transistorparningsmatchning, temperaturdrift och effektivt tail-styrning. Vanliga implementationer är BJT- eller MOSFET-diffpar, samt helt differentielda förstärkare (fully differential amplifier) som ger två lika men motsatta utgångar. Instrumenteringsförstärkare och operativa förstärkare använder diff-förstärkare som kärnblock.

Användningsområden inkluderar sensormätningar och instrumentation, audio och RF-liknande applikationer där hög CMRR och god linjäritet krävs. Fördelar är hög gemensam-avvisning och bra störmotstånd, medan begränsningar inkluderar krav på matchning, strömförsörjningsstabilitet och komplexitet i flerkanals- eller helt differentialdrift.