Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 98
Текст из файла (страница 98)
В рассматриваемом случае базы и эмиттеры обоих транзисторов соединены друг с другом; коллекторы также можно считать соединенными (так как разность потенциалов (l„, — (l„сохраняет нулевое значение в силу симметрии). Значит, е режиме синфазного сигнала ДК предстаеллет собой параллельное соединение обоих плеч. Расчет такой схемы несложен: он аналогичен расчету каскада с обратной связью по току (рис. 8-5). Используя выражение.(8-22б) * Поскольку на вход каждого плеча подается и о л о в и н в сигнала Гу,„д, в на выходе усиленные сигналы склвдываются (т.
е. удваиваются), то ксэ4»ричиейе усиления дК л Чс»сл раин яо»д5илиенсчу усиления каждого плеча. (поскольку нагрузка Р„в данном режиме. «бездействует»), получаем синфазный коэффициент усилении: (14-9) Здесь коэффициент 2 обусловлен параллельным соединением коллекторных резисторов, а сопротивления- г, и Р„не учтены как малые по сравнению с Р,. Обычно Р„< Р„так что К„„< 1. Входное сопротивление для синфазной составляющей получается из формулы (8-19): Рдд. у= ь гв+ ()ое (Рь+ з гь) ЬоеР» (14-10) Очевидно, что Р,„э~ Р„,, (см.
(14-7)) из-за сушественного различия в значениях Р, и Ро. До сих пор рассматривался идеальный ЛК. В реальных ЛК условие К, д— = Кд, -— -. О не выполняется из-за неизбежной асимметрии схемы. Конечйые. хотя й весьма малые, значения взаимных коэффициентов передачи означают, что дифференциольный сигнал 4/»д,д несколько меняет выходной уровень )см. (14-4а)), а синфознил одзноедлюгцил Б „вносит некоторый екдид о дифференциодьный выходной гигнод (см. (14-4б)1. Первое обстоятельство мало существенно, зато второе представляет серьезную проблему, так как но многих случаях имеет место соотношение гсзд т ~ 11»д 4 и тогда «паРазитнаЯ» составландцаа Ка „У „,, монеет оказатьсЯ больше полезйои составлающей Кддсгьд,д. Параметр К,„ как таковой практически не используется; его принято характеризовать косвенно„ с помошью тан называемого коэффициента подавлена,ч (или рвзкекции) синфазной составляюи)гй (англ.
СМ)414 — Саттон Моде Ре)ес)ьоп Ра)ьо): К,=1К, д7К, т(. Коэффициент подавления характеризует относительную роль слагаемых в выражении (14-4б) при равенстве дифференциального и синфазного входных сигналов'. Как правило, его оценивают в логарифмических единицах — децибелах: К„=20 )й~ (14-11) Исходя из этого, нетрудно показать, что обратное величина козфдициенти подпедения диряктериэует роззичие е усилении исимметричноео сигнала (нодон. ного ни один из входов) и симметричного (поданного между обоидш едоди4т). .
Например, если )КксдуКдт) = 10000, то К„= 80 дБ: Распространенным типом синфазного сигнала являются ры-. личные (внутренние и внешние) помехи и наводки, действуюшие од но в р е м е н но на оба входа. Поэтому вопрос увеличения коэффициента К„есть одновременно вопрос повышения помехоустойчивости ДК. Поскольку конечное энзченве К„обусловлено асимметрией ДК, а асимметрии з свою очередь обусловлена очень многими (иногдз трудно учитываемыми) 3 зкторзми, то теоретический расчет коэффициента Кп прзитически невозможен.
то же время из общих соображений можно сделать некоторые к а ч е с т в е ни ы е выводы. Например, любые меры, заведомо сгособствующие повышению симметрии ДК, приводят и росту коэффициента К„. Это подтверждается, в частнсктн, тем, что в интегральных ДК коэффициент подавления заметно выше, чем в дискретных (есди, конечно, исключить подбор транзисторов).
Далее, поскольку степень сихвктрин, з силу зависимостей () (/х, у), (/эе (/„, у) и др., меняется с изменением температуры и рабочего режима ДК, то и коэффициент подавления должен зависеть ст этих факторов. Практика подтверждает, что значение К„ довольно существенно зависит ог рабочих токов и напряжений, причем н ряде случаев удается вынвить о п т и м з л ь и ы й р е ж и м. Подтверждается ганне зависимость Кэ от температуры. Заметим, что целью анализа коэффициента К„является не столысо возможность его численного расчета ', сколько выявленне тех путей, которые позволяют увеличить К„прн заданной степени асимметрии ДК. Опуская довольно громоздкие выкладки (см.
(139)), приведем результат анализа: Р„Я /(6( 1 Я, К = я +я ~~) я ! . +(я ! )/р (14 12) Здесь параметр Ь представляет собой алгебраическую сумму отнаснтельных разбросов величин (), Я„, Я„н др. Значение 6 следует считать заданной. Главный вывод, который следует нз выражения (14-12), состоит в том, что токозидоюм(и!1 резистор Я, долясен иметь как можно большее сопротивление. Роль сопротивлений Я, н гз незначнтельна, а сопротнвленне Яэ не должно быть излишне большим. В занлюченне заметим, что в случае нсснмметрнчного выхода (напрнмер, еслн выходной сигнал снимается с одного нз коллекторов, см.
конец предыдущего параграфа) степень симметрии теряет свое значение я коэффициент подавления определяется совсем иначе: ! 2 /(э Кэ, т Здесь коэффнцнент - - обусловлен тем, что каждое нз плеч ДК 1 снлнваег иолов н н у входного дифференциального сигнала.
одстввляя значения (14-6), (!4-9) н полагая для простоты Ян = *= оо, получвем после преобразований э: Я г (14-13) Я +гэ+ рс х На практике этот коэффициент всегда измеряется экспериментально. э Если уч и ты зать нагрузку, то следует в 4юрмуле [14-6) заменить Яь/2 нз Яз (так кзк прн несимметричном выходе нагрузка. п о л и о с т ь ю подключена параллельно Я„)„а в формуле (14гр) заменить Як/2 нз (Яч/2)1Яэ. Сравнивая (14-13) и (14-12), видим, что оба коэффициента подавления связаны соотношением К* „= Т)К„, т. е.
Ка с, К„. В аблэстз высших частот и малых времен ДК ие имеет специфики по срзпнению е каскадом ОЭ. Чзстатные к переходные характеристики дзфферекццазьного коэффкцкентэ усиления могут рассчитываться по формулам, изложенным з гл. 7, э характеристики спнфзэного коэффициента усклеикк — по тем же формулам, но с зспользовэнкем постоккиой времени (з-эо). 14-4. ТОЧПОСТВЫЕ ПАРАМЕТРЫ Пусть коллекторкые токи к сопротивления е обоих плечах /ТК идентичны; тогда /»г/7»г = /»»//к» к //»„» =- О.
Если бы пзпряжеииз кз обоих змэттеркых переходах тоже были идентичны, то кэ вход пе нуэкио было бы подавать никакого корректирующего напряжения, чтобы сохрэкить условие //»„» = О. Тогда нэчэлькый разбаланс Оэ был бы равен нулю. Нэ деле имеет место некоторый рэзбрас напряжений //»б прк одинаковых токах /, кэ-зэ различия тепловых такое 1см. (4-9)1. Чтобы скомпенсировать указанный рззброс, необходимо подать цз вход пзпркгкение г/ =Пб — //б ° (14-14) которое по определению з будет иэчэльпым разбалансом. Используя выражение (4-9) к полагал длк простоты /'э = /мп получаем: // =%г)п —. / а Р г /»м (14-15) Например, если тепловые токи рззлкчэются на 20»А, то напряжение раи баланса составит //и ез 5 м — эизченке, тзпзчкае яля многих /1К. В кнтеграхь. иых схемах, где трзизксторы расположены рядом друг с другом из одной подложке, вероятность рззлкчкц электрафкзкческих параметров полупроводника Под точностными параметрами будем понимать такие, которые определяют погрешности ДК, специфичные для него как для усилителя постоянного тока.
К числу таких параметров относятся: ничильний ризбилинс входного напряжения (или нипряжение смещения нуля) и его температурный дрейф, средний входной ток и ризбилинс вхадниво тика. Рассмотрим кратко эти параметры. Начальным разбалансом напряжения (/р называют величину входного напряжения, при которой выходное напряжение равно нулю (имеются в виду дифференциальные составлнккцие обоих напряжений). Поскольку в идеальном (симметричном) ДК нулевому выходному напряжению соответствует нулевое входное, можно считать, что напряжение (/ю как и коэффициент Кхю характеризует асимметрию ДК. Однако, в отличие от К,„, параметр (/р характеризует асимметрию не по переменным, а по постоянным составляющим токов и напряжений (или как говорит, по постоянному току).
Начальный разбаланс всегда определяется экспериментально; так как, будучи связан с асимметрией схемы, ои зависит от многих трудно учитываемых факторов и не поддается точному расчету. Однако полезно провести следующий упрощенный анализ„который хорошо иллюстрирует суть проблемы и одновременно дает полезные результаты. (1п т (!4-!б) Например, если «Г = 5 мВ и Т= 300'С, то в 17 мкВ/'С. Р Р Выражение (14-16) отражает важный факт: уменьшение начального раз5аланса сопрсеоясдается уменьшением его температурного дрейфа. Значит, в интегральных схемах дрейф меньше, чем в дискретных. Однако выражение (14-16) теряет силу при значениях (1 < 1 мВ, так как в исходном выражении (2-66) не учтены некоторые факторы, которые несущественны по отношению к величине (1,4, но становятся существенными по отношению к малой р а зности Л(1, = ()ш Если необходимо уменьшить начальный разбаланс по сравнению с его «есгественнымн значением, применяют в н е ш н и е цепи балансировки нуля.
Входными токами ДК являются базовые токи транзисторов. Для простоты положим 1ка = О, т. е. будем рассматривать кремниевые транзисторы. Тогда 1а = -1„4 и средний входной ток можно записать в следующем виде: 1»хкх хкэ» хк хо вх.са 2'1 Р Р ) () 2кк» (14-17) где 1к — усредненный коллекториый ток, а р — усредненный коэффициент усиления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
