Amplificador diferencial es un dispositivo que se utiliza para amplificar la diferencia entre la voltajes aplicado en sus entradas. Estos circuitos pueden ser de dos tipos, a saber..,
- Los amplificadores diferenciales construidos con transistores, ya sea Transistores de unión bipolar (BJTs) o Transistores de efecto de campo (FETs)
- Amplificadores diferenciales construidos usando Op-Amps.
La figura 1 muestra un circuito de este tipo hecho de dos BJT (Q1 y Q2) y dos fuentes de alimentación de polaridad opuesta, a saber, VCC y VEE que utiliza tres resistencias entre los cuales dos son las resistencias colectoras, RC1 y RC2 (uno para cada transistor) mientras que uno es la resistencia del emisor RE común a ambos transistores.
Aquí las señales de entrada (V1 y V2) se aplican a la base de los transistores mientras que la salida se recoge a través de sus terminales colectores (Vo1 y Vo2).
En este caso, si la V1 en Q1 es sinusoidal, entonces como V1 sigue aumentando, el transistor comienza a conducir y esto resulta en un colector pesado actual IC1 aumentando el Caída de tensión a través de RC1causando una disminución de la Vo1. Debido al mismo efecto, incluso yoE1 aumenta lo que aumenta la corriente emisora común, IE lo que resulta en un aumento de Caída de tensión a través de RE.
Esto significa que los emisores de ambos transistores son conducidos hacia lo positivo, lo que implica que la base de Q2 comenzaría a ser más y más negativo. Esto resulta en una disminución de la corriente colectora, IC2 que a su vez disminuye la caída de voltaje a través de la resistencia del colector RC2que resulta en un aumento del voltaje de salida Vo2. Esto indica que los cambios en la señal sinusoidal observados en la entrada del transistor Q1 se refleja como tal a través del terminal colector de Q2 y aparecen con una diferencia de fase de 180o a través del terminal colector de Q1. La amplificación diferencial puede ser impulsada considerando la salida entre los terminales colectores de los transistores, Q1 y Q2.
Por otro lado, un Op-Amp operando en modo diferencial puede fácilmente actuar como un amplificador diferencial ya que resulta en un voltaje de salida dado por
Donde V1 y V2 representan los voltajes aplicados en sus terminales de entrada invertidos y no invertidos (se pueden tomar en cualquier orden) y Ad se refiere a su ganancia diferencial. Según esta ecuación, la salida del OpAmp debe ser cero cuando los voltajes aplicados en sus terminales son iguales entre sí. Sin embargo, en la práctica no será así, ya que la ganancia no será la misma para ambas entradas.
Así, en el escenario real, la expresión matemática para la salida del amplificador diferencial puede darse como
Donde AC se llama la ganancia de modo común del amplificador. Por lo tanto, se espera que los amplificadores de diferencia funcional muestren una alta tasa de rechazo de modo común (CMRR) y una alta impedancia.
Sin embargo, cabe señalar que una Op-Amp puede configurarse adecuadamente para que resulte muy práctico amplificador diferencialcomo se muestra en la figura 2. Si se observa de cerca, se puede observar que este circuito es sólo una combinación de amplificador inversor y no inversor. Por lo tanto su voltaje de salida será igual a la suma de los voltajes de salida producidos por el circuito Op-Amp que funciona como un amplificador inversor y el circuito Op-Amp que funciona como un amplificador no inversor. Así, uno obtiene,
Ahora, si R1 = R2 y R3 = RfEntonces…
Esto implica que la ganancia de la amplificador diferencial El circuito que se muestra en la figura 2 viene dado por 
.
Además, cabe señalar que el circuito básico que se muestra en la figura 2 puede modificarse de muchas maneras, lo que da lugar a varios diseños de circuitos, entre ellos El puente de Wheatstone amplificador diferencial, activado por la luz amplificador diferencial y el amplificador de la instrumentación. Estos dispositivos se utilizan como controladores de motor y/o servo, amplificadores de señal, multiplicadores analógicos, conmutadores, controladores de volumen, controladores automáticos de ganancia, moduladores de amplitud, etc. y cubren una amplia gama de aplicaciones, incluidas las de sistemas de instrumentación, micrófonos, convertidores analógicos a digitales y una miríada de aplicaciones.
