Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 47
Текст из файла (страница 47)
В данной схеме в качестве транзистора МТ! могут использоваться и )т(ДП-транзисторы. !и !с — сгвз)й Увэ Уизв+Гв!Б' ТБ (Тс начйгн (~взе))(!(си+ гв)' !В „(43 ! — 0,75)/(14001) 41,83 мА; )В~,„(18 1 — 0,75)((1+0,0!) !7,08 мА, 2, Возможный диапазон изменения максимального тока коллектора транзи егора т'72 !г п,„-lв ймз -!708.25 427 мА; )к ма~-)апнхдзгв 1,046 А пример 632. Определить максимальный ток коллектора в схеме на рси.
5.28 на транзисторах. )гТФ вЂ” КП3025; )с „, !8... 43 мА; !'72 — КТ817А; «т,з 25; )тнн 1 кОм; гв= Рз Ом; (7взо=0,75 В. Рангони е ! Возможный диапазон изменения базового тока транзистора )ГТ2 ва. днффппкн((идльнып усилптйль В настоящее время, особенно прн разработке интегральных схем, широкое распространение получилн так называемые дифференциальные усилители. По принципу построения это балансиые (мостовые) уснлнТельныс каскады параллельного типа.
Они обладают высокой стабильностью параметров при воздействии различных дестабилизирующих факторов, большим коэффициентом усиления дифференциальных сигналов н высокой степенью подавления синфазиых помех. Все это выгодно отличает данный тип каскадов от рассмотренных ранее. По структуре такой каскад, по существу, состоит из двух каскадов, у которых используется общий эмнттерный резистор (его тнаовая схема приведена на рнс. 6.29,а). Элементы схемы образуют мост (рис, 6.29,б), н одну диагональ которого включен источник питания с напряженнем 0„ а н другую — сопротивление нагрузки )(„. Используя эту схему.
легко получить условие баланса моста, т. е. условие, при котором его выходное напряжение будет равняться нулю Оа " У Йег1ФЬл + )см) Уа "- ОЛггЫЯгге + )сее) нли )(гп Ю,а ЙигеК,ы (6.63) Нарушение условия (6.53) приводит к разбалансировке моста н появлению выходного напряжения, пропорционального возникшему разбалансу. Такой разбаланс может вызываться, например, изменением выходныл соцротивленнй транзисторов Яры и акга которые, в свою очередь, зависят от входных напряжений 0..1 н О„е. ~нл Рис, 6.22 Лиффереиниальиый усилительиый каскад (и) и еги схема иамеме. иии (а) 22$ Можно утверждать, что если элементы схемы на рис. 6,29,а будут полностью идентичны, выходное напряженке при действии любых дестабилизирующих факторов будет оставаться постоянным.
Действительио, для выходного напряжении каскада справедливо выражение йтг д~ тх и -т„-т =и ~ в ««Ф « л„„+я~ люз ~ Й«, (6.54) !.ели мост сбалансирован, т. е. выполиеио условие (6.53), то любые изменения напряжения питаиия нг вызовут нзмепеиие выходного напряжения. Это же выражение можно перекисать через коллекторнме токи транзисторов (г«н« ~ агк1))«~ лгите«г- Если параметры транзисторов идентичны, то изменение темпера.
туры приведет к одинаковым изменениям токов обоих траизигто. ров. В результате абсолютное значекке выходкого иапряжсния остается неизмеииым. Следует обратить внимание, что дифференциальный усилитель имеет по два входа и выхода, т. е. на него можно подавать и сии. мать симметричные приращения сигналов. Поэтому для выходного напряжения можио записать У«««О«ю~ (у«««« ' Ю'««1 ( Кт '««йз ~де К~ — коэффициеит усиления каскада на транзисторе РТ!; Кт — коэффициент усиления каскада на транзисторе тТ2.
В общем случае У««1= (/в«э и 0««=0««! (Г««з=2О Используя последнее выражение, с учетом (6.6ч) акокчательно получим (6.66) и „- — и„(К, + К,у2-- и„К,„, где К«г= (К1+К~)/2 — коэффициент усиления дифференциального усилителя. Определим. как зависит коэффициент усиления дифференциального усилителя от параметров его элементов. Если дифференциальный усилитель рассматривать как два каскада, выполненных по схеме с общим эмиттером, то для каждого нз них в соответствки с (6,!3) можно записать К,=(и,„айви )2) -Я„й„.КЛ,ю+ йм,в,). Здесь Ь мэР, отражает влияние последовательной ООС по току на коэффкциеит усиления по напряжению. Для дифференциального усилителя приращения напряжения иа его входах имеют проти- 239 воположиыс знаки. Поэтому приращения как коллекторного, тзк н эмиттерного токов также имеют противоположные знаки.
Изменения коллекторных потенциалов обоих транзисторов, вызванные противоположиымн по знаку приращениями коллекторных токов, протекающих через различные резисторы, приводят к появлению выходного напряжения д( вкх = д(ксйк! — ( — дукФкэ) - )~к ( ~к!+ Зук 2). На общем эмнттерном резисторе изменение эмиттерных токов даст соответственно приращение и Уэ = Йв (ос эс — дтэт). Если параметры обеих полонин дифференциального усилителя одинаковы, то )Мэ~)=-)Мэз) н ЛРэ ="О.
Как уже отмечалось, напряжение Л(гэ отражает действие в каскаде, выполненном по схеме с общим эмиттером, последовательной ООС по току нагрузки. Отсутствие этого напряженка го. варит о том, что в полностью симметричном дифференциальном каскаде как по постоянному, так и по переменному токам действие ООС отсутствует, Ио»тому для коэффициента усиления по напряжению справедливо ранее полученное для каскада с общим эмнттером без обрзмн>й сннзи выражение Кхт = «майк!«1гз (6.56) Иа основании сказани~но можно сделать следующий вывод. Коэффициент усилснил но напряжению дифференциального усилителя при равной телперсстурной стабильности всегда больше, чем в каскаде на одиночном транзисторе. В отличие от ноле»ного сигнала, напряжения, вызванные денствнем разлн шых возмущающих факторов, таких, как изменение температуры, напрягкеиня питания н т.
п., действуют на оба входа дифференциального усилителя в фазе. Такие напряжения принято Наэмзатв СННфаЗНЫМИ, СОГЛаСНО СнаэаННОМу ()~вх сф (ствх сф ='Увх сф. Для синфззных сигналов (по аналогии с проделанным выше) можно записать (~вкк сф = — Увх сф((х — (- СГвх сфЮ = — К~а сф(А~ — Ю— =- — У,фК.фв (6.6У) где Ксф — коэффициент усиления синфазиых входных напряжений. Из полученного выражения вытекает сделанный нами априори вывод о том, что при одинаковых параметрах обеих половин схемы выходное напряжение дифференциального усилителя не зависит от действия внешних дестабилизирующих факторов, 240 В реальном усилителе нз-за нензбежнон асимметрия гхвмЫ Кю~КТ н поэтому происходит лишь частичная компенгацня нзмв» пеняй выходного напряжения, вызванного действием внешннх дв.
стабилизирующих факторов. Прнчем, чем ближе свойства входя щнх в схему элементов, тем меньше дрейф нуля каскада. Степень компенсация дрейфа нуля принято характернзовать коэффнцнентом подавлення сннфазных входных напрнженнй днф. ференцнального усилителя. Под козффиииентохю подав.юенююя входною» синфазных напряжений понимают отношенне приращений сннфазного н днфференцнального входных напряженнй, вызвавших Одянаковое нзменение выходного напряжения днфференцнального усилителя.
Согласно данному определению «/..-«/ Кик™43хххвКв, откуда Кх хф = «/хх хв/«/хх Ко к/нхф (6.58) Велнчкна Кххе в современных дифференцнальных уснлнтеаях достнгает ! 0 000 ... 100 000, т. е. 80 ... 100 дБ, Для выявления факторов, влияющих на велнчнну К„,в, рассмотрим более подробно поведение дрейфовых составляющнх в дифференциальном каскаде. Если рассматривать днфференцнальный уснлнтель как две самостоятельных схемы, то величину дрейфа для каждой нз ннх можно рассчнтать нз следующих соображеннй.
Для переменных составляющнх в эмнттерной цепи каждого отдельно взятого каскада включено сопротивление, образованное параллельным соеднненнем резнстора Р, н входного сопротивления второго транзкстора, включенного по схеме с общей базой (рнс. 6.30). При этом /«хх»»к<И» Н МожНО Пояататк, ЧТО В ЭМНТТЕРНОй ЦЕПН ТРаНЗНСТОРН включено ннзкоомное сопротивление г«хх ж тэ +тв/(Йиэ+1). Заменив в выражении (6.!9) !«, на ю«»х.м можно рассчитать 6/квю н Л/квь а, следовательно, н абсолютные значения входного дрейфа каждого одиночного каскада «/ххю и «/ ы.
Однако рассматривая только дрейфовые составляющне, можно счнтать, что входи дифференциального уснлнтеля по переменной составляющей соединены с общей шиной. Тогда реальный прнведенный дрейф на входе каждого транзистора будет складываться из собственного дрейфа, рассчнтанного для одиночного каскада, н части дрейфа второго транзистора, рассчитанного как для одиночного каскада, но переданного на вход первого транзнСТОРа С КоэффНЦНЕНТОМ ПЕРЕДачп У, Р»/(Р»+Рахов).
Зпанк Обснк составляющих дрейфа, действующих на входе каждого транзистора, противоположны и поэтому компенсируют друг друга, В соответствии со сказанным, для суммарного приведенного ко входу каждого транзнстора дрейфа можно записать 24! Рне бзь ДнФференннальныйуенлнтельныя каскад е нелинейным дауянолмсннкем е ценн ьмнтте- рон Рне. бЗО. К определеннет дрейФа нуля днФФеренцнальппгь уснлнтеля (уыр нр Гутер ун( уялр~ и„,„,- и„,— );и„,, Очевидно, что еслн Уе-~ 1 н параметры транзисторов идентичны, то У,р О. Таким образом, для уменьшения приведенного дрейфа, а, следовательно, н влияния сннфазной составляющей входного напряжения необходимо стремиться к выполнению условия й„» Я,„. (6.60) Прн постоянном значении теллье, выполнение неравенства (6.60) может быть достигнуто только за счет увеличенкя А',.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
