ساختار تقویت کننده تفاضلی

ساختار تقویت کننده تفاضلی:
تقویت کننده عملیاتی تفاضلی، اختلاف بین دو ولتاژ ورودی را تقویت می کند و به همین دلیل برخلاف تقویت کننده جمع کننده (Summing) که ولتاژهای ورودی را با یکدیگر جمع می کند، این مدار یک تقویت کننده عملیاتی تفریق کننده (Subtractor) است.

این نوع تقویت کننده عملیاتی که بیشتر با نام تقویت کننده تفاضلی شناخته می شود، در شکل زیر به تصویر کشیده شده است.

ساختار تقویت کننده تفاضلی

با استفاده از اصل جمع آثار (Superposition) به راحتی می توان ولتا ژ خروجی را به دست آورد. کافی است که در هر لحظه یکی از منابع را درنظر بگیریم و دیگری را صفر کنیم. تابع انتقال (Transfer Function) برای یک تقویت کننده عملیاتی برابر است با:

اما اگرV1=0باشد، فرمول زیر برقرار است:

در نتیجه ولتاژ خروجی به صورت زیر است:

زمانی که شروط R1=R2 و R3=R4 برقرار باشند، تابع انتقال تقویت کننده تفاضلی به صورت زیر نوشته می شود:

اگر تمام مقاومت ها دارای مقدار اهمی یکسانی باشند، آن گاه مدار تبدیل به یک تقویت کننده تفاضلی با بهره واحد (Unity Gain Differential Amplifier) می شود و بهره ولتاژ تقویت کننده دقیقا برابر با یک یا واحد است.

در نتیجه ولتاژ خروجی برابر باVout=(V2-V1)است.

همچنین توجه کنید که اگر ورودیV1بزرگ تر ازV2 باشد، ولتا ژ خروجی منفی و اگر ورودیV1کوچک تر ازV2باشد، ولتا ژ خروجی مثبت خواهد شد.