差動増幅回路
2つの入力 V i n + {\displaystyle V_{\mathrm {in} }^{+}} と V i n − {\displaystyle V_{\mathrm {in} }^{-}} が与えられたとき、実際の差動増幅回路の出力 V o u t {\displaystyle V_{\mathrm {out} }} は次のように表される。
V o u t = A d ( V i n + − V i n − ) + A c ( V i n + + V i n − 2 ) {\displaystyle V_{\mathrm {out} }=A_{\mathrm {d} }(V_{\mathrm {in} }^{+}-V_{\mathrm {in} }^{-})+A_{\mathrm {c} }\left({\frac {V_{\mathrm {in} }^{+}+V_{\mathrm {in} }^{-}}{2}}\right)}
ここで、 A d {\displaystyle A_{\mathrm {d} }} は差動利得、 A c {\displaystyle A_{\mathrm {c} }} は同相利得である。
Long-Tailed Pair (LTP)は、差動増幅回路の実装によく使われる設計である。非常に小さい電圧利得の電流を増幅する。2つの能動素子(トランジスタや真空管)を使う。結線法は、例としてバイポーラのNPNトランジスタの場合を概略回路図として示すが、他の種類の素子でも基本的には同様である。正電源の場合一般に上側に書くことが多いが、例として示した図の場合でコレクタ側がそれぞれ大きな抵抗器を通して電圧源に接続され(この構成が "long tail" の由来)、電流源を近似的に形成している。よりコストを掛けた設計では、long tail をペアの定電流源とする(カレントミラーがよく使われる)。この部分に流れる電流をテイル電流と呼ぶ。
このような配線により、2つの入力の差動増幅が可能となる。出力は後続の回路の必要性によって1つの場合もあるし、2つの場合もある。
NPN型トランジスタを使った Long-Tailed Pair では、エミッタが相互接続され、それがさらに電流源の接地側またはマイナス側に接続される。