12. El par diferencial

El par diferencial está compuesto por dos transistores con ambos emisores conectados a una fuente de corriente.

Cuando la tensión en las bases es la misma, la corriente por los colectores se mantiene igual en ambos transistores y, por lo tanto, no amplifica la señal.

Cuando la tensión en la base de un transistor es mayor que en la base del otro transistor la corriente se desvía hacia el transistor con mayor tensión en la base y esta señal 'diferencial' se amplifica en la salida.

Por lo tanto este amplificador solo amplifica las diferencias entre dos tensiones de entrada y no amplifica (rechaza) los cambios que son comunes a las dos tensiones de entrada.

Este amplificador (el par diferencial) se utiliza en la entrada de los muy populares amplificadores operacionales, que se verán más adelante.

Esquema de dos transistores NPN en montaje diferencial.

El símbolo conectado debajo de los emisores de los transistores es un generador de corriente constante.

Simulación

A continuación puede verse la simulación de un par diferencial con dos transistores NPN. La señal de entrada diferencial tiene 25 milivoltios de amplitud de pico y la señal de salida tiene 1 voltio de amplitud de pico. Esto significa que la etapa tiene una ganancia de tensión a la salida de 40 veces la tensión de entrada.

Ejercicios

1. Dibuja un esquema simplificado de dos transistores NPN trabajando en configuración de par diferencial.

2. Dibuja un esquema realista de dos transistores NPN trabajando en configuración de par diferencial.

3. ¿Cuál es el objetivo principal que tiene un par diferencial? ¿En qué dispositivos populares se utiliza el par diferencial?

4. Modifica en la simulación los dos generadores de tensión de 1 voltio para que entreguen 2 voltios. ¿Cómo cambia la salida?

   Si aumentamos la tensión a 3 voltios ¿Cómo cambia la salida?

   ¿Qué significa este funcionamiento?

5. Realiza en el simulador de circuitos una simulación de un par diferencial con transistores PNP. El esquema será como el de la siguiente figura:

   

6. ¿Qué diferencias de funcionamiento tiene el circuito anterior respecto al primer circuito simulado?

   ¿Qué rango de tensión común acepta el anterior circuito en su entrada?