Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 41
Текст из файла (страница 41)
ншзримср. Г1Т с р — и-переходник зза лаз вор ко~орозз~ подано на.- пряжение. равное половине нацряжсшн:, - тсечьи. имев: круз изну примерно вп:д.- вину меныле. чем приведенная в паспор ~с пде ьчы вошла дается при 1, =- 1е .„. г с при 1 -„, = О). Лиффереипиадьиые усилятсли. Можп лспо. ьзовлть согзасовпшгые пиры ПТ,зли построения вхолных каскадов с высоким полным вхсзднглм сопротивлением бизз~ зярньп лифференпиальных усилизелеи., также играющих важную роль ОУ н аомпарнгоров.
которые мы всзретим в сле- :,амйввзей главе. Как отмечалось выше з~~цйкельный разброс 11зн у ПТ приведет, жзяьиьйще говоря, к большим значениям .':-.'ФФ::;: вго напряжения сдвига и его дрей'" ":.,кам у аналогичного усилителя, по ого исключительно на биполяр :~фр,:Кранзисторах; зато входное полное ф~ртпвление колоссально возрастет : ~Еув вры. Вообще говоря, ПТ по рз"ь"': жарактеристикам могут быть хоро ;.~фф дамской биполярных транзисторов ;,".фурщ дюбой схеме, которая выигрывает зфщд~ ря их уникально высокому пол .
фщдрдаря Входному сопротивлению и малому му току смещения. Примерами та;рвам являются высокостабильные Врвторы и кварцевые ~енераторы мы представим в 1уазд. 5.! 12 5.19 я нагрузка. Так жс как н,пля на биполярных транзисторах. еле на ПТ можно заменить рею -нагрузки стока акзнвной нагруз- е;"уае, источником тока При этом ;;)~фцв получить очень большой коэффи ф8111))р-усиления по напряженизо 51$~":~!- и 11с , ивалез)!о~""Ьрезистор иазрузкв стока) Ф- 'в11 с: 'ы-.й Яь 'хсписьточник тока', ~Я~1~:.,азахрз-,полное соироз ив.зенззс и цепи «~~$~йизвбычно лежащее в диапазоне ша- ,41~)1)йкзот 100 кОм .ю 1 МОм -.~ ~$6ипм из вариантои активной нагрузки -~)8)фййззся токовое зеркало вк.поченное в !~!))ВРГВенагрузки сзока в дифференциальссв)11))йлгвскапе на ПТ )см раза.
2!8), .Па ззй)рьйив, однако. нс обеспечиваез стабиль)лй)йпемешения. если нс ~ хвпти п, сс общеи з))вврю обратной связи Токовое зерна,г рыараа)О Ппетрспт О Ках НН П 1 ~ И! И Н ~ !Ф~ЙЕбгрных ~ рапзис 1 орах Час го зпз .Ф)активе,резпенззе применяетья и ОЪ па !~,'.кбторгяе мы увидим и слсдунпцей йвяЮвб Другои прекрасный пример приме взаийййГЫетода активн,й ншрз ~ки иы ви :ййао11в раза 3 14, когсм мгл б)дем рас Явкаривать лицеиный усилитель на , 'алйзаиыа"тринз ис з огз ах 3.08. Истоковые повторители Ввиду относительно малой крутизны ПТ чало предпочитают использовать построенный на ПТ иистоковый повторитель» Гявляюшийгся аналогом эмиттериого повпзрителя) в качестве входного буферного каскада для усилителя на обычных бигюлярных транзисторах.
вместо того. чтобы пытаться прямо изготовить усилитель на ПТ с общим истоком. При этом сохраняются высокое входное сопротивление и нулевой постоянный входной ток ПТ. а большая крутизна биполярног о транзистора позволяет получить большой коэффициент усиления в одном каскаде. Кроме того у лнскретных ПТ 1т.е. не являющихся частью интегральной схемы) межэдект родные емкости выше, чем биполярных транзисторов, вследствие чего в усилителях с общим истоком более сильно проявляется эффект Миллера 1разл 2.!9), в схеме истоковозо повторителя, как и в эмигтерном повзорителе. эффект Миллера отсутствует.
Повторители на ПТ с их высоким полным входным сопротивлением обычно применяются как входные каскады и осциллографах и пру~их измерительных приборах. Во многих случаях высокое полное сопротивление бываез неотъемлемой особенностью источника сигнала, как. например„у конденсаторных микрофонов. 1зН-метров.
детекторов заряженных частиц или микроэлектролов для снятия сипзалои с живых объектов в биологии и медицине: во всех этих случаях полезен входной каскад на ПТ 1днскретных или в составе интез ральной схемы) В схемы: ехнике встречаются случаи. коззза и последующий каскад должен иметь млзьщ входнои ток или вообще ез ь ис имезь. Примеры з ьму -схемы нслежсния и хранения» и пиковые детскгоры в которых конленсатор. запоминающий уровень напряжении. нсбросится». если вход поп.зедуюшсч о усилителя проводит слишком большой ток. Во всех этих случаях пренебрежимо малый вхолнои ток ПТ является более важнои характеристикой.
чем его малая крутизна чзо делает потоковый гзовторигепь 1или даже усилитель с сзо- 142 Глава 3 11сс ~()сс / Вх 'с 'тl Вх ~ход хол Рос 3.25 Рвс 5.М -даа (2ии Рос. ~ 22 Рис. 3.2Я ед 'о дни щим истоком) весьма выгодной заменой эмиттерного повторителя на биполярных транзисторах. На рис. 3.25 показан простейший истоковый повторитель. Мы можем выразить амплитуду выходного сигнала, как делали это для эмигтерного повторителя в разд. 2.11, через крутизну. Имеем: ив — — Я„ГС, так как б пРенебРсжимо мал; при этом, поскольку Гс = д изи = д (из— ии) то и„=(р.,д (()+Я„д„,Ци,. йр )1„>.
1(д мы имеем хороший повторитель (и„- из) с коэффициентом усиления. близким к единице, хотя всегда меньше сдинипьь Выходное сопротивление. Предыдушую формулу для ив можно было бы считать не приближенным. а точным выражением. если бы выходнос сопротивление истокового повторителя было равно 1:и„,. (77опробуйте произвести соответствуюшие расчеты, рассматривая напряжение источника как ис ючник. который будучи включен последоваГельно с 1,:д„,, работает на нагрузку )т„) Это точныи а77ав77 ситуации с эмигтерным повторителем. у коГГ:- рого вь7хсэднос п. лн х- сопротивление равно г, = 5 1, вли 1 д„„Ле7хо показать. по потоковый повГортпель имее по:п7ос выходное сопрш явление 1 д, опре7ю:тнв 5ок истока прн сигнале. приложенном к вь7хс777) при зазеьшенном затворе (рис.
3.26). '1 ок шока в лом случае равен !с = д изи = д„,и. а г . = и Гс —— 1 Обычно Г„, составГГяс~ несколько с т ом при токах в несколько милливмпеп Квх четко видеть. истоковые повторители вс столь совершенны. как эмигтерныс пов. т.орителн. У данной схемы два недостатка: 1. Относительно большое выходное пол. нос сопротивление означает, что амплв. туда выхолного сигнала может быль зна. чительне меньше.
чем амплитуда вход. ного, даже при высоком полном сопро тивлении нагрузки. так как любое Я„об. разует в сочетании с выходным сопротивлением истока делитель. Кроме того, так как ток стока меняется на протяжения периода сигнала. поэтому д„и вместе с ней выходное полное сопротивление будут изменяться, внося в выходной сигнал некоторую нелинейносп (искажения). Эту ситуацию можно улучшить, используя ПТ с большой крутизной, но лучшим решением является комбинированный (ПТ-биполярный транзистор) повторитель. 2. Так как величина (Г „. необходимая для задания определенного рабочего юка., †труд контролируемый при изготовлении параметр, то истоковый повторитель имеет непредсказуемое смещение по постоянному Соку — серьезный минус при использовании в схемах со связями по постоянному току.
Активная нагрузка. Путем добавления нескольких элементов истоковый повтсритель может быть очень сильно улучшен. Рассмотрим это поэтапно. Во-первых. заменим )с„ источником тока (отбираюшнм ток, рис. 3.27). ПГ- стоянный ток истока стабилизирует напряжение сгз77. а это устраняет нслинеиносги. Для простоты можно считать„что значение )с„становится бесконечным эГЬ- "'.5,.:."издаваемый источником тока в ка- натрузки.
Схема на рис. 3. 7, '",Ф .,ь""" с.еще одно преимущество в виде ,Ьс "'" " ' 7ВЫХОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ СО- приближенного постоянства "' Нстока Свэ12х . По-прежнему прав,ф~~!; Всятсствует проблема непредсказуе :"~"' " (в потому ненулевого) напряжения я от входа к выходу 11 (для 'з~фф4)Г327,6 — (/зи + 11вэ). Можно бьшо "Щ';:Фрнечно, просто отрегулировать 1, ;.,',,'"' " "'"чеиию 1с„,„ лля конкретного ПТ 3$ффь~в 3.27,а или отрегулировать также ""'":схеме 3.27, б. Но это решение плохо ' о'''14 причинам: а) требуется индиви- регулировка для каждого ПТ. н при этом 1с может сильно (почти двукратно) при измене- ,:НВЬ1ПСРатУРГЫ в рабочем диапазоне ;-:,'!" ,'' ',фяниом ()зи .~~1рдее качественных схемах приме- согласованные пары ПТ с нуле- ~ай)))видав)пением (рис.
3.28). Т, и Т, - эт.О ,„~ЙФ)5вйвванная пара на отдельном крсм- Й~йй рристалле. Т, отбирает ток точно -;;.-':~~4у~~$маий условию О,„= О. поэтому для обоих ПТ 11 „, = О. Т, есть тиль с нулевым смещением Так .'()зра.:ПТ находятся в одних и тех : Х~~.,',;~армпературнь7х словиях, смешение "ума)йю((77И ПОЧТИ НС ЧЕВЫМ Прн ЛЮбай тЕМ .7",В, ычно в предыдушеи схеме яобан :,.~$~$Й'",Небольшие потоковые резисторы * 329). Еслы чуть подумать, то бтдет .-~:* ,'!о)йГ()7 что резистор й, необходим. о ра,'(~$~йю Л, = )22 гарантируеп что 1...
= ,'.ф~т"', если Т, и Тт согласованы. Эта ;ФФ1й1фняация схемы слузшаС7 Прсдска Чоадраоств 1, ГВХ777ОЛЯСГ Сегаисвитв ЗиаЧС раж)В(тпяа СтОКа О~ЛИЧН~ С От 1,-„, И .Луч '24)т)асят'7-ЧИнейносч ь. поскольку 1 1 как и- "Я)6))йик тока работае. лучгпе при зна гс :':чв(зйьРйбочего тока.меньп7их 1, „, Такси .'за()в(гпритель птироко применяется в кв.",ч))ВчвсвходнГч с каскада усилителя верти ,ФФрввтп7го о7клонения осциллографа =., ' '%$обы овыжатьо из схемы все возмож*.'1))й,:Можно лобавиГь 57 нес пспь слгшяшей ,~Г))Йрсйтной связи са стока опобы скомпсн :~11)2)рать входную емкость) и выходной з)))яяад на биполярном транзисторе для Полевые траазаеторы 143 получения низкого полного выходного сопротивления. Тот жс выходной сигнал можно затем использовать для запитки внутреннего изащитноГо» экрана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
