Gli amplificatori operazionali sono brevemente definiti amplificatori operazionali e sono anche chiamati amplificatori differenziali. L'amplificatore operazionale viene tipicamente utilizzato come amplificatore differenziale in vari circuiti elettrici ed elettronici. Questi amplificatori operazionali possono essere utilizzati per eseguire operazioni di filtraggio, condizionamento del segnale e matematiche. Il componenti elettrici ed elettronici come resistori e condensatori vengono utilizzati ai terminali di ingresso e / e di uscita dell'amplificatore operazionale. In modo tale che, i risultati della funzione dell'amplificatore, il vantaggio del feedback resistivo o le configurazioni del feedback capacitivo siano regolati da questi componenti. Pertanto, l'amplificatore può realizzare varie operazioni, quindi è definito come un amplificatore operazionale. Questo articolo discute una panoramica del circuito dell'amplificatore differenziale e del suo funzionamento
Cos'è l'amplificatore differenziale
Il amplificatore elettronico utilizzato per amplificare la differenza tra due segnali di ingresso può essere chiamato amplificatore differenziale. In generale, questi amplificatori differenziali sono costituiti da due terminali, vale a dire terminale invertente e terminale non invertente. Questi terminali invertenti e non invertenti sono rappresentati rispettivamente con - e +.
Circuito amplificatore differenziale
L'amplificatore differenziale può essere considerato come un circuito analogico composto da due ingressi e un'uscita. Il circuito dell'amplificatore differenziale può essere rappresentato come mostrato nella figura seguente.
Amplificatore differenziale
La tensione di uscita di un amplificatore differenziale è proporzionale alla differenza tra le due tensioni di ingresso. Questo può essere rappresentato in forma di equazione come segue:
Dove A = guadagno dell'amplificatore.
Circuito amplificatore differenziale che utilizza transistor
L'amplificatore differenziale circuito utilizzando transistor può essere progettato come mostrato nella figura sotto che è composta da due transistor T1 e T2. Questi transistor e resistori sono collegati come mostrato nello schema del circuito.
Circuito che utilizza transistor
Ci sono due ingressi I1 e I2 e due uscite V1out e V2out nel circuito dell'amplificatore differenziale. L'ingresso I1 è applicato al terminale di base del transistor T1, l'ingresso I2 è applicato al terminale di base del transistor T2. I terminali di emettitore del transistore T1 e del transistore T2 sono collegati ad un resistore di emettitore comune. Pertanto, i due segnali di ingresso I1 e I2 influenzeranno le uscite V1out e V2out. Il circuito dell'amplificatore differenziale è costituito da due tensioni di alimentazione Vcc e Vee ma non è presente un terminale di terra. Anche con alimentazione a tensione singola anche il circuito può funzionare correttamente come previsto (analogamente utilizzando due tensioni di alimentazione). Quindi, i punti opposti di alimentazione di tensione positiva e negativa alimentazione di tensione sono collegati a terra.
Lavorando
Il funzionamento dell'amplificatore differenziale può essere facilmente compreso fornendo un ingresso (diciamo a I1 come mostrato nella figura sotto) e che produce un'uscita su entrambi i terminali di uscita.
Amplificatore funzionante
Se il segnale di ingresso (I1) viene fornito alla base del transistore T1, allora si verifica un'alta caduta di tensione ai capi del resistore collegato al terminale di collettore del transistor T1 che diventerà meno positivo. Se nessun segnale di ingresso (I1) viene fornito alla base del transistore T1, allora appare una bassa caduta di tensione ai capi del resistore collegato al terminale di collettore del transistor T1 che diventerà più positivo. Quindi, possiamo dire che l'uscita invertente che appare ai capi del terminale di collettore del transistore TI è basata sul segnale di ingresso I1 fornito al terminale di base di TI.
Se T1 viene attivato applicando il valore positivo di I1, la corrente che passa attraverso la resistenza dell'emettitore aumenta quando la corrente dell'emettitore e la corrente del collettore sono quasi uguali. Pertanto, se la tensione scende attraverso l'emettitore la resistenza aumenta , quindi l'emettitore di entrambi i transistor va in una direzione positiva. Se l'emettitore del transistor T2 è positivo, la base di T2 sarà negativa e in questa condizione la conduzione della corrente è inferiore.
Pertanto, ci sarà una minore caduta di tensione attraverso il resistore collegato al terminale di collettore del transistore T2. Quindi, per il dato segnale di ingresso positivo, il collettore di T2 andrà in una direzione positiva. Quindi, possiamo dire che l'uscita non invertente che appare ai capi del terminale di collettore del transistore T2 è basata sul segnale di ingresso applicato alla base di T1.
L'amplificazione può essere pilotata in modo differenziale prendendo l'uscita tra i terminali di collettore dei transistori T1 e T2. Dallo schema circuitale sopra, assumendo che tutte le caratteristiche dei transistor T1 e T2 siano identiche e se le tensioni di base Vb1 sono uguali a Vb2 (la tensione di base del transistor T1 è uguale alla tensione di base del transistor T2), le correnti di emettitore di entrambi i transistor saranno uguale (Iem1 = Iem2). Pertanto, la corrente totale dell'emettitore sarà uguale alla somma delle correnti dell'emettitore di T1 (Iem1) e T2 (Iem2).
Pertanto, la corrente dell'emettitore può essere pilotata come
Pertanto, la corrente dell'emettitore rimane costante indipendentemente dal valore hfe dei transistor TI e T2. Se le resistenze collegate ai terminali del collettore di T1 e T2 sono uguali, anche le loro tensioni di collettore sono uguali.
Applicazioni
Le applicazioni degli amplificatori differenziali includono quanto segue.
Ce ne sono numerosi applicazioni dell'amplificatore differenziale in circuiti pratici, applicazioni di amplificazione del segnale, controllo di motori e servomotori, logica accoppiata a emettitore dello stadio di ingresso, interruttore e così via sono applicazioni comuni del circuito dell'amplificatore differenziale.
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