Techniklexikon

Differenzverstärker

Verstärkerschaltung mit zwei Eingängen, bei der die Ausgangsspannung proportional der Differenz der beiden Eingangsspannungen ist. In der Grundschaltung des D. werden die Emitter der beiden Transistoren VI und V2 über einen gemeinsamen Emitterwiderstand RE mit der Versorgungsspannung U verbunden. Die zwischen den beiden Basisanschlüssen Ex und E2 liegende Spannungsdifferenz kann je nach gewünschter Phasenlage an den Kollektorwiderständen Rl oder R2 verstärkt abgenommen werden (Differenzverstärkung). Bei zwei Eingangsspannungen gleicher Größe und Phase (Eingangsspannungsdifferenz Null) ist das Ausgangssignal Null (Gleichtaktunterdrückung). Durch das Differenzprinzip haben D. sehr gutes Offset- und Driftverhalten. Sie sind demnach als Gleichspannurtgsverstärker geeignet. Hierin liegt ihre Bedeutung für die analoge Schaltungsintegration (IS, analoge), da Koppelkondensatoren nicht integrierbar sind. Ein typischer Anwendungsfall von D. ist die Eingangsstufe von Operationsverstärkern. Elektronik, Halbleiterphysik, ein Kleinleistungsverstärker, der im Idealfall nur die Differenz zwischen zwei Eingangssignalen verstärkt. Er wird aus zwei möglichst gleichen Transistoren mit gemeinsamen Emitteranschlüssen (bzw. Sourceanschlüssen), die über eine Konstantstromquelle versorgt werden, aufgebaut. Liegt an den Eingängen eine gleich hohe Eingangsspannung mit gleicher Phase, ein sog. Gleichtaktsignal, so sollte bei einer idealen Konstantstromquelle (Innenwiderstand =  ¥ ) am Ausgang kein Signal auftreten. Die Gleichtaktverstärkung  v _g (Verhältnis des Ausgangssignals zum Gleichtaktsignal) ist null. Ein reines Differenzsignal, das aus zwei gleich grossen, gegenphasigen Signalen besteht, erfährt eine Differenzverstärkung  v _d =  ± (1/2)SR_C (S = Steilheit, R_C = Kollektorwiderstand, Bipolar-Transistor). Das Vorzeichen hängt davon ab, welches der beiden Ausgangssignale benutzt wird. Bei nicht idealer Konstantstromquelle ist die Gleichtaktverstärkung  v _gl > 0. Das Verhältnis  v _d/ v _gl = G wird als Gleichtaktunterdrückung bezeichnet. Die Eingangswiderstände sind für Differenz- und Gleichtaktaussteuerung unterschiedlich.

Differenzverstärker: Grundschaltung.