Bộ khuếch đại vi sai là một bộ khuếch đại được cho như hình bên. Nó gồm hai đầu vào và hai đầu ra.
Tín hiệu vào có thể từ hai nguồn riêng biệt Uv1, Uv2 hoặc từ một nguồn. trường hợp một nguồn tín hiệu được đặt lên cực gốc của một trong hai Transistor hoặc giữa hai cực gốc của chúng. Tín hiệu ra có thể lấy từ cực góp của một trong hai Transistor hoặc giữa hai cực góp của hai Transistor.
Xét một số trường hợp điển hình
Với yêu cầu là tầng vi sai dùng các Transistor giống hệt nhau, Rc1 = Rc2. Do đó khi tín hiệu vào bằng 0, cầu cân bằng, điện áp trên cực góp của hai Transistor bằng nhau và như vậy điện áp lây trên đường chéo cầu Ura =Ur1 + Ur2 = 0. Sơ đồ có độ ổn định cao đồi với sự thay đổi điện áp cung cấp, nhiệt độ, và các yếu tố khác vì độ trôi của hai nhánh giống nhau, điện áp trên cực góp thay đổi cùng một gia số và độ trôi đầu ra gần như bị triệt tiêu
Dòng IE chia đều cho hai Transistor nghĩa là IE1 =IE2 = IE/2
Dòng cực gốc được xác định IB01 =IB02 = 0 ) 1 ( 2 V E I I = +β Dòng cực góp IC1 =Ic2 =αIE/2 ≈ IE/2 Điện áp cực góp UC1 = Uc2 =Ec1 –IE.Rc/2
Trạng thái này cho chế độ cân bằng của tầng và gọi là cân bằng tĩnh.
Khi có một tín hiệu đưa vào, giả sử Uv1>0, Uv2 =0.
Do tác dụng của điện thế lối vào, xuất hiên dòng điện vào của hai Transistor, dòng cực gốc T1 tăng lên, dòng cực gốc T2 giảm xuống. Khi đó IE1, Ic1 tăng lên còn IE2 và Ic2
giảm xuống. sự thay đổi dòng điện xẩy ra ngược chiều nhau và với cùng một số gia. Điện áp trên cực góp của Transistor là Uc1 = Ec1 – Ic1Rc1 giảm một lượng ∆Uc1 còn điện áp trên cực góp của Transistor T2 tăng một lượng ∆Uc2 cùng pha với điện áp vào. Như vậy với cách đưa tín hiệu vào như đang khảo sát thì đầu ra của tầng lấy trên cực góp của Transistor T1 gọi là đầu ra đảo còn lấy ra trên cực góp của T2 gọi là đầu ra không đảo hay gọi ra đầu ra thuận tín hiệu lấy ra trên hai cực góp của hai Transistor gọi là tín hiệu vi sai
Ura = Uc2 – Uc1 = ∆Uc2 + ∆Uc1 = 2∆Uc≈ 2|∆Ic|Rc