1629382645-b4e04346f8103ace08f21d88eab88aa5 (846433), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Как и в компараторе, нередко используются источники положительного и отрицательного напряжений (Р' и ЕЕ)' Схема на рис. 6.18 работает следующим образом: 1. При синфазном сигнале входные напряжения о„и г, одновременно возрастают или уменьшаются на одинаковые значения. Это вызывает увеличение тока через Яе, и напряжение на эмиттере возрастает, компенсируя увеличение входного напряжения. В режиме синфазного сигнала схема работает подобно усилителю с резистором в цепи эмиттера, не шунтированному развязывающим конденсатором, и имеет маленький коэффициент усиления. 2.
В режиме противофазиых сигналов к о, и г„приложено дифференциальное цлпг~аж~ ии~ Пуъ~ пполо дгщя чти п тпуцъяг тяет, д 11 убт тря~ т Цапгну~ул цие,—,"-... ГЛАВА 6 Пример 6.14 Предположим, что на рис. 6.18 $' = ОВ ~заземлено), Я~, = Я„= Л,, = = Ас2 = Яе = 1 кОм; Ь е, = 6~~2 = 100; $'-,- = 20 В и 1~~ = 0 В. Определить 1~, 1с, и выходное напряжение на коллекторе (), в статическом состоянии: а) используя уравнение ~6,5); б) используя разумные допущения. Р~и~ейш~ а. Из (6.5) — 0,7  — ~ — 20 В) 19,3 В = 95мкл, 1 кОм + 101(2 кОм) 203000 23! мнОготРАнзистОРные схемы Пример 6.15 Коэффициенты усиления дифференциального усилителя: А, = 0,1 и А, = = 100. Определить Ло,„„, если синфазный сигнал изменился на 5 В, а дифференциальный сигнал-на 0,1 В. Определить также КОСС.
Решение Для синфазного сигнала Ьо,„„= А, Ьо,„= О,! 5 В = 0,5 В. Для дифференциального сигнала Ло,„„= А~ Лед — — 100.0,1 В = 10 В, отсюда КОСС = А !А, = 100!О1 = 1000. Разностное напряжение оказывает гораздо большее влияние на выходное напряжение, хотя оно много меньше.
Вывод формул для определения А, и А, для основной схемы дифференциального усилителя (рис. 6.!8) дан в приложении 13. Приведем их в окончательном виде: йг,% 1!С Ьи + Ят„+ 2 6г, !! 2 Я ' Ае = йг, Лс/2Фть + йи) (6.6) (6.7) где Л „ †сопротивлен Тевенина в направлении от базы к источнику. Из (6.6) и (6.7) можно определить КОСС: КОСС = — ~ - г" / с ъ — ~-' — ~ —.
А, 2(Я,„+ Ьи) 2Яе (Л „+ Ьи) Пример 6.16 Для схемы на рис. 6.18 предположим, что 1с = 20В; 1ь = — 18,7В; Ас Лез ! кОМ; Яе = 3 кОм; Ьг„—— Ьг„— — 1 50 и источник подключен непосредственно к базе так, что 11 „= О. Определить А„А, и КОСС. Ре1иение Используя (6.6) и (6.7), определим Ьи Сначала найдем ток каждого транзистора. При заданных значениях можно предположить, что 1' = ОВ и 1' = — 0,7В (см. пример 6.14). 1~к — (ее — 0,7  — ( — 18,7 В) 1е — 6 МА. Як 3 кОм Нетрудно сообразить, что через каждый транзистор протекает ток 3 МА. йи = 306г,71 = 30 150/3 = 1500 ОМ, А,— ~ге ~е 100 1ООООМ 10~ Ом — — 0,166.
Ать + Ьи+ 26г,Як 1500 Ом+ 2 100 3000 Ом 601500ОМ Если синфазный коэффициент усиления меньше 1, это означает, что синфазный сигнал подавляется. Ае — — 6г, Р. 72(Я „+ 6и) =!О~ОМ/30000м= 33,3; КОСС = Аи'А, = 33,3/0,166 = 200. 232 ГЛАВА б Проверка: КОСС = Ь~, Ае/(Ят„+ Ь .,) = 100 ЗООООм/15000м = 200. На рис.
6.20 приведена схема дифференциального усилителя, собранного в лаборатории. Для получения приемлемой симметрии брались резисторы с допуском 1%. Транзисторы же типа 21~3904 были отобраны из партии произвольно. Тем не менее полученные результаты оказались очень близки к расчетным, несмотря на рассогласование параметров транзисторов, 233 многотРАнЗистОРные схемы Пример 6.18 Вычислить А„А„и КОСС для схемы на рис.
6.20. Сравнить с измеренными значениями. Решение Коэффициенты усиления собственно дифференциального усилителя можно определить из (6.6) и (6.7), но сначала нужно найти Ьг, и Ьи Транзисторы типа 2Х3904 выбирались произвольно и предполагалось, что Ьг, —— 150. Для определения Ьи определим эмиттерный ток транзистора. Усредненное постоянное напряжение на коллекторе равно ! 1,76 В (усредняются коллекторные напряжения 12,36 и 11,16 В), поэтому 1с = (Усс Ус)/Яс = (16 В 11,24 В)/1кОМ = 4,26МА.
Проверка: 1е — — (1' — К )!Яе — — 15,3В/1800ОМ = 8,5МА. 1 в данном случае является суммой токов обоих транзисторов и должен быть равен удвоенному току 1, вычисленному выше, что и подтвердилось. Ьи = 3061,!1е = 30 150/4,26 = 10560м. Сопротивление Тевенина Я „ в цепи базы равно сопротивлению параллельно включенных резисторов 4,7 и 1 кОм: Ять — — 4кОМ8'1кОм = 8250м.
Теперь подставим найденные значения Ь „Ьи и Я „в (6.6) и (6.7): йге Яс 150 1кОМ А,— Я „+ Ьи+ 261,Яе 8250м+ 10560м+ (2 150 18000м) А, = 1500000м/5418910м = 0,277. (Заметим, что приближенная формула А, = Яс/2 Я = 1 кОм!3600 0м = 0,277 дает здесь высокую точность.) Ае Ьг, Яс 150. 1000 Ом 150000 Ом 39,9. 2(Яв+ Ьи) 2(825+ 1056)Ом 2 18810м Полученные коэффициенты усиления далеки от совпадения с ответами примера 6.15, но это коэффициенты усиления только собственно дифференциального усилителя.
Для полной схемы напряжения о„и о, также должны быть представлены через теорему Тевенина. Входное напряжение Тевенина о„ формируется делителем напряжения на резисторах 1 кОМ и 4,7 кОм. В результате напряжение на базе равно о,„15,7 и оба коэффициента усиления нужно разделить на 5,7, чтобы получить действительные значения коэффициентов усиления схемы: А, = 0,277!5,7 = 0,0486, А, = 39,9/5,7 = 7,0. Теперь синфазные коэффициенты усиления, вычисленные в этом примере и в примере 6.15„почти одинаковы. Дифференциальные коэффициенты усиления составляют 7 и 7,54 и отличаются на 7;4.
Конечно, синфазный коэффициент ГЛАВА 6 усиления не зависит от Ь~, ~если используется приближенная формула), поэтому он имеет высокую точность. По результатам измерений определим КОСС: КОСС = 39,9/0,277 = 7/0,0485 = 144, что близко с КОСС = 155, вычисленным в примере б.17 Балансировочные резисторы — это резисторы или потенциометр, расположенные в цепи эмиттера дифференциального усилителя для выравнивания МНОГОТРА НЗИСТОРНЫ Е СХЕМ Ы где Я вЂ” среднее сопротивление балансировочных резисторов. Вывод (б.8) дан в приложении В.
В лабораторной схеме (рис. б.20) в эмиттерную цепь был включен 100-Ом потенциометр, с помощью которого постоянное напряжение на каждом из выходов выставлялось равным 11,8В. По переменному току были получены следующие результаты. Синфазный сигнал: г,„= 15,б5 В; г,„„= 1,0В. Дифференциальный сигнал: г,„= 0,73 В; г,„„= 1,0В. В соответствии с этим А,. = 0,77/15,65 = 0,0492 ГЛАВА 6 Пример б.20 Напряжение на выходе усилителя в 100 раз больше входного.
Определить коэффициент усиления в децибелах. Решение Из (6.10) следует дБ = 20 1д о 100 = 40 дБ так как 1д,о100 = 2. Пример б.21 ГЛАВА б 1 е<<) ~ — ~''у — 1'у~ — — 3,0 В, 1е = 3,0 В~(Л9 + Я,о) = 3 В/3 кОм = 1 мА Предполагая, что ток делится поровну, 1'с2 1'сз = асс 1сЛ~ —— б — (05мА ЗкОм) = + 2В Напряжение на коллекторе Д, $'~,, = $;„— ~Удвоенное падение напряжения на переходе база- эмиттер) — (7с, А,) = 0 — 1,4  — (0,5 мА. 50Ом) = — 1,4 В. Из этого видно, что источник неизменяющегося постоянного тока еще не находится в области насыщения, потому что 1~,-,~, > 1'„, МНОГОТРАНЗИСТОРНЫЕ СХЕМЫ 239 ®,) и источника неизменяющегося постоянного тока ®,).
В усилителе этого типа г, = о~, но ~'1 ~ 1~~. Таким образом, эта схема не усиливает сигнал по напряжению (А~ = 1), но позволяет смещать его уровень. 1' часто задается нулевым уровнем. Одним из назначений каскодной схемы является сдвиг напряжения на коллекторе, которое имеет некоторый уровень по постоянному напряжению, к нулевому уровню на выходе. Конечно, это можно сделать с помощью усилителя с емкостной связью с нагрузкой по переменному току, но каскодный усилитель не уменьшает сопротивление схемы и не ограничивает размах выходного сигнала, как это происходит при емкостной связи с нагрузкой. 240 ГЛАВА 6 получения этого тока. Далее определим напряжение на базе Д,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
