Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 33
Текст из файла (страница 33)
л;,)4$ з)вййиим, *по в несимметричном уси чо ДаЗЕМЛЕННЫМ ЭМнттЕРОМ ПРИ ВЫ напряжении покоя 0.5 Пе макси '''-'йарл(йК)в усиление равно 20 б к в зс ( в .,;;Я)й)1)В)йцьйнв В ВОЛЬзаХ В ДнффСРЕвцваль чй)й()ввф!ррйпхителе максимальное иффереп !)ййч(й)йййойе усиление (прл Я, = Пв а.ввв и ".з..,, т.е. численнв Ранив лваввввати- "йф1ГВВьйейизййУ ПадЕНИЮ НаПРЯжЕНИЯ На КО:ШЕЬ Резисторе нри аналов ичном выбо-: З~~в)47))~очей .гочкьв.
Соотвстс гвь ювции мак 'йаа))враьаз)ьигйй КОСС (при услвввни. чг«Я, = ,'в~"-Ф;чвжже численно в 70 раз превышае, напряжения на Я ',-' 'ф~й(йа)Ввв!аве 2ЛЗ. Уйеливеев„чвв лриачлеаиы в'4м ь' 'МЧИ, "'Лирааильиы раарае" ваВВве лифф реиллвьев ..Зяааитель ло аалвиьв еевмчееаиыы врейеиаиияы Дифференциальныи усилитель можно образно назвать ввллиннохвостой паройь„ так как. если ллина резнсвора на условном обозначении пропорциональна величине его сопротивления, схему можно изобразить в таком виде, как показано на рис.
2.69. ввДлинный хвости определяет подавление синфазнов о сигнала, а небольшис сопротивления межэмиттерной связи (включаюшие собственные сопротивления эмиттеров) - усиление лифференциальново сигнала. Смешение с номошью источника тока. Усиление синфазного сигнала в дифференциальном усилителе можно значительно уменьшигь, если резистор Я, заменить источником тока.
При этом действуюшее значение сопротивления Я, станет очень болыпим, а усиление синфазного сигнала будет Ослаблено почти до нуля. Представим себе. что на вхолс действует синфазаый сигнал: источник тока в эмивтерной цепи поддерживает полный эмиттерный ток постоянным, и он (в силу симметрии схемы) равномерно распрелеляется межа двумя коллекторными цепями Следовательно. си>на в на выходе схемы не изменяется. Пример подобной схемы приведен на рис.
2.70. Для этои схемы. в которой использованы монолитная транзив7торная пара типа ЕМ394 (транзисторы 7, и Т.) н источник тока типа 2)ч5963. величина КОСС определяется отноцвеаием 100 000: 1 (100 дБ) Диапазон входново еннфазного сигншва ограничен значениями — 12 и ь 7 В. нижний предез оаределяевся рабвь чим диапазоном источника тока в эмив- Транзнставы 111 110 Глав» 2 ттготг Ги ушта ГССИ, ' Г-.Г И.ГЫГГГГ Г рушсдив г Рис 2 70 Уееличенис КООС лифференгшлльното тси лигеля с иомоглыо источники токи.
терной цепи, а верхний-коллекторным напряжением покоя. Не забывайте о том, что в этом усилителе, как и во всех транзисторных усилителях, должны быть предусмотрены цепи смешения ао аостоянному току. Если. например, ддя межкаскалной связн па входе используется конденсатор. то лолжны быть включены заземленные базовые резисторы Еше одно аредостсрежеине относится в особенности к дифференциальным усилителям без эмиттерныл резвсторов. биполярные транзисторы могут выдержать обратное смещение ци переходе база-эмиттер величиной не более 6 В. затем наступает пробой.
значит. сслн подать на вход диффсретшиальвое вхошюс напряжение болыасн неличнны. гт входной каскад будет раяр ттгегг ттрн условна. ЧТО ОГС1ТСТВЗЭОГ тМттттсгтттите ~У:Знст гРЫт Эмнттсраыа регисгор ограни'гивас" г гок пробоя и аре,тогвршааег разрушение схс- МЫ. НО ХаРаКтЕРИСтИКИ гРавэвеа РОВ МО- т уг в ттом случае легралвровать ~коэффиавент А„э. ш>ьтьг и лр . В любом сдэ'гас входной имтте тано сушественв«пи "гает.
если возникает обратная проводимость Пвименевив дифференциальных схем в усилителях постоянного тока с олвополнгсным выходом. Дифферсналадьный тсгилитель может прекрасно рабтгтаэь каь уси- литедь постоянного тока даже с носим. мстричными тоттносторонними) входными сиГналами. Для этОГО нужно Олин из его входов заземлить, а на другой подать сигнал (рис. 22Н). Можно ли исключить ггнеиспользуемыйл транзистор из схсмыл Нет. Дифференциальная схема обеспечивает компенсацию температурного лрейфа. и, даже когда один вход заземлен транзистор вьпюлняег некоторые функ. ции: при изменении температуры напряжения О ., изменяются на одинаковую величину.
при этом нс происходит никаких изменений на выходе и не нарушается балансировка схемы. Это значит, что изменение напряжения Ун не усиливается с коэффипиентом К,„е (его усиление определяется коэффициентом К, „, который можно уменьшить почти до нуля). Кроме того, взаимная компенсация напряжений О, приводит к тому. что ца входе не нужно у титывать падения напряткения величиной 0,6 В. Качество такого усилителя постоянного тока ухудшается только из-за несогласованности напряжений 6т идн их температурных коэффициентов.
Промышленность выпускает транзисторные пары и интегральные дифферендиальныс усилители с очень высокой степенью согласования гнаттример,для станлартной согласованной монолитной пары и. рп.транзисторов тигта МАТ-01 дрейф напряжения Г ., Оарелеляется ведичииой ОД5 мкВГО иди 0.2 мкВ за месяц). Риг .' 7: Дитфегеиииялен»и гсили геля молгет РЮ- ггтк клк гггеииэиоииыа чсилн'ель иостоянного тот, г г.и»оно»юг»гике николом "т"!)Вцредмдушеи схеме можно знаем тить ,фют)цтйна ВхОЛОВ. В заВисимОсти От тото, !."' ' ' 'йкод заземлсн, усилитель будет илн г;~~фут инвертировать сигнал. тОттгтако.
":фф~Миичия эффекта Миллера. речь о ;;тэл1»втвм пойдет в разд. 2Д9, прнвеленная гг::,"йф~~у„':~дема предпочтительна лэя диштаэо ':,ю1гй1шкэкрких частот). представленная схе .";;,",»зл~.'Ч)тпсптется неинвертируюшей, значит, т:~ф~~йжземлен инвертируннций вход. Тер,"-;,фф)~~щрдщ, относяшаяся к диффсренггтлййаеяигшьттм усилителям, распространяется ",-.Иа операционные усилители, кото; ':~т ' тугтшвдставляют собой те же дифферен усилители с высоким коэффи:усиления Зпваиие токового зеркала в каче- нагрузки.
Инотлтг жела.тсдь однокаскалный дифференаиальль, как н простой усилитель тмитгером. име,т болыиой т усиления Красивое решение лфеттфльзование токового зеркала в ' 'Иктивной нагрузки усилителя )ГТраизисторы Т, и Т, образутоз чьную парт с источником то'!'.; ь,'.,)Вйюгттерной цепи. Транзисторы Т, "юшис токовое зеркало. высО л;;М::;:качестве колдекторвой нагрузки "! тф .обеспечивается высокое значе- Чктвления колэекторной натру.г .'летгтт1хтдаря этом; коэффтшиент нсиле 1йвтвпряженнто достигает 5000 и вы- ф~ '2!Дзт.
Диффеоешгн. »ин Ог лгг. и,;г коешсг шли»зтттнои л кичестне лкгиинои ишр зке ше при условии. что нагрузка на выходе усилителя отсутствует. Такой усилитель используют, как правило, только в схемах. Охваченных петлей обратной связи. нттн в компараторах тих мы рассмотрим в следуюптем разделе). Запомните, что нагрузка для такого усилителя ооязательно должна иметь большой импеданс, иначе усиление будет сутцественно ослаблено. Дифференцвальные усвлвтелв как схемы расшеплении фазы. На коллекторах симметричного лифференциального усилителя возникают сигналы, одинаковые по амплитуде, но с противоположными фазамн. Если снимать выхолные сигналы с двух коллекторов, то получим схему расшепления фазы.
Конечно. можно использовать дифференциальный усилитель с дифференциальными вхолами и выходами Дифференциальный выходной сигнал можно затем использовать лля управления еше одним дифференциальным усили~ельным каскалом. величина КОСС лля всей схемы при этом значительно увеличивается. Дифференциальные нсвлители как ком параторы. Блтгголаря высокому коэффипиенту усиления н стабильным характеристикам лиффсренаиадьный усилитель является основной составной частью комггапагпотга — схемьт.
которая сравнивает вхолвые еюналы и оценивае~, какой из них болыцс Компараторы используют в самых различных областях: для включения освешенит. и отопления. Лдя получении арямоттольньтх сигналов из треут альных. Лдя сравнения уровня сигтттгла с пороговым значением. в усилителях класса Д и ари имтг)льснгькодовой модуляции. ДЧЯ ПЕРЕК:гЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ Рэтэчзиил И г ..
Основная идея ара построении комааритора заьдючае.«:я в том. что траизисгг р должен включаться илв выклю татьтл в зависимости от уровней входных сигналов Область линейного усиления не рассматаивастся — работа схемы основыВастся ты ГОм. 'Гто Олин иэ ЭВух ВХОлвэ*тх транзисторов в любой момент находится в режиме Отсечки Типичнос применение с тгтхватстм сигнала рассматривается в слелуюшем ргггтдедс нэ примере схемы регудирования температуры. в которой 112 Глава 2 Транэнекоры ПЗ «7кх «гхх Ъ «аз используются резисторы. сопротивление которых зависит от температуры «терми- сторы) 2.19. Емкость и эффект Миллера До сих пор мы пользовались моделью транзистора для сигналов постоянного гока или низкой частоты. В простейшей молеля транзистора в виде усилителя тока и в более сложной модели Эберса Молла напряжения, токи и сопротивления рассматривают со стороны различных выводов транзистора.
Пользуясь этюии моделямн, мы уже охватили достаточно широкий круг вопросов, и на самом деле они солержат в себе почти все, что необходимо учитывать при разработке транзисторных схем. Однако до сих пор мы не принимали во внимание важный момент . внешние пепи и сами перехолы транзистора обладают некоторой емкостью, которую яеобходнмо учитывать при разработке быстродействующих и высокочастозных схем.
На самом деле, на высоких частотах емкость зачастууо определяет работу схемы: на частоте 100 МГы емкость перехода., равная 5 пкФ, имеет импсданс 320 Ом. Более подробно мы рассмотрим этот вопрос в гл. 13. Сейчас мы хатим просто настави«ь вопрос. праиллюстрировазь его на примере некоторых схем и предложить методы ете решения Конечно. и «той главе мн1 не можем не коснуться причины само а явления. Рассматривая транзистор в яаном аспекте, мы познакомимся 1 э4фсктсме миллера и каскадными схемами.
Емкость схемы н перехода. Емкос1ь Ограничиваег скарасы, изме»синя п.п:ряжспыя я схем;. «ак как тюбая схема яме с: бсгвеныые кеыгчяыс выходные импе- .ланс я гак. К«ила слгкасз, персзаряжае1ся ю исючника с конечным сопрагив«е- ПНЕМ. СС ЗаРЯ. ПРС«НСХЕЛИ1 Юе ЭКСЫаНЕП- пи: льном« «акеыу посгояняой времени АС. сслн ж«емкосгь заряжаез н ген гьный источник 1ека. н снимаемый «" пес сигнал буле1 нзмеия1ься по зинейгюм: пикапу Обшая рекемеядаыия гпключас.ся в с ослу юшем: ъзя «скорення рабаты схемы Рис 2 73 Емкости перекопа и на~рупии в гран«по.о«в ном «силигеле следует уменьшать импеданс источника и емкость нагрузки и увеличивать управляющий ток. Однако некоторые особенности связаны с емкостью обратной связи и со входной емкостью. Коротко остановимся на этих вопросах.
Схема на рис 2.73 иллюстрирует. как проявлюотся емкости переходов транзистора. Выхолная емкость образуе1 77«- пепь с выходным сопротивлением 7«в «стн противление 7«в включае.г в себя как сопротивлеыие коллектора. тнк и саяр; тивление нагрузки. а емкость С, смкг сы перекопа и емкость нагрузки). в связи с этим спал сигнала начинается пря час«Ото 7 = 112яК„С, То жс самос межи» скп. зать е вхолнои емкости и сапрагив кяия ясгачяика 771 Эффект Миллера. Емкость См н11«сгс~ иную роль Усилитель облалае1 яекем— рыч кезффидненгам «спления и» 1п«п)«я- жЕПЯЮ Кг. С ПДОВП«СЛЬНЕ. Нсб».гмнал сн.пал пэпрюкспяя па вха.п гюрсжшп" по келлскзоре испил в К, рпз превыпппшнй нхалнОи «и иняспгн)ювггыеппй и поыкнию к вхапн»му, Нз иша слал«с: чго зля пст»'пгикп сигнала смк»сгг, н 1К, — 1) ра«больше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
