вход Вход Регистрация



 

 

Рисунок 2.26 – Дифференциальный каскад (а) и схема его замещения (б)

 

Для сигнала Uвх1 транзистор VT1 включен по схеме с ОЭ, а транзистор VT2 – по схеме с ОБ. Для сигнала Uвх2 транзистор VT1 включен по схеме с ОБ, а транзистор VT2 – по схеме с ОЭ.

Здесь элементы схемы образуют мост (рис. 2.26, б), в одну диагональ которого включен источник питания с напряжением Uп, а в другую – сопротивление нагрузки Rн. Используя эту схему, легко получить условие баланса моста, т.е. условие, при котором его выходное напряжение будет равняться нулю

 

или RVT1Rк2 = RVT2Rк1

 

Нарушение указанного условия приводит к разбалансировке моста и появлению выходного напряжения, пропорционального возникшему разбалансу. Такой разбаланс может вызываться, например, изменением выходных сопротивлений транзисторов VT1 иVT2, которые, в свою очередь, зависят от входных напряжений Uвх1 и Uвх2.

Можно утверждать, что если элементы схемы будут полностью идентичны, выходное напряжение при действии любых дестабилизирующих факторов будет оставаться постоянным.

В реальном усилителе из-за неизбежной асимметрии схемы происходит лишь частичная компенсация изменений выходного напряжения, вызванного действием внешних дестабилизирующих факторов. Причем, чем ближе свойства входящих в схему элементов, тем меньше дрейф нуля каскада.

Степень компенсации дрейфа нуля принято характеризовать коэффициентом подавления синфазных входных напряжений дифференциального усилителя.

Под коэффициентом подавления входных синфазных напряжений понимают отношение приращений синфазного и дифференциального входных напряжений, вызвавших одинаковое изменение выходного напряжения дифференциального усилителя.

Согласно данному определению

 

Uвых = UвхКUк = Uвх сфКсф ,

откуда

Величина Кп сф в современных; дифференциальных усилителях достигает 10000…100000, т.е. 80…100дБ.

Т.о. вытекают два направления снижения дрейфа нуля дифференциального усилителя: подбор пар транзисторов с одинаковыми параметрами и увеличение Rэ.

Реализация первого направления достигается чисто технологическим путем за счет одновременного изготовления обоих транзисторов дифференциального усилителя на общем кристалле, т.е. применением методов интегральной технологии.

Второе направление реализуется при использовании в эмиттерной цепи дифференциального усилителя транзисторного источника тока на биполярном или полевом транзисторе. Схема дифференциального усилителя, в которой в качестве эмиттерного резистора использован биполярный транзистор, работающий в режиме источника тока, приведена на рис. 2.27.

 

Рисунок 2.27 – Дифференциальный усилительный каскад

с транзисторным стабилизатором тока эмиттера на VT3

 

Для увеличения коэффициента усиления в дифференциальных усилителях часто вместо резисторов RK используют активную нагрузку, выполненную на биполярных или полевых транзисторах. Рассмотрим пример такого схемотехнического решения. На рис. 2.28, а приведена схема дифференциального каскада, у которого в качестве нагрузки использована схема «токового зеркала».

 

Рисунок 2.28 – Дифференциальный усилительный каскад с динамической нагрузкой (а) и

дифференциальный усилительный каскад с несимметричным входом и выходом (б)

 

Второе «токовое зеркало», выполненное на транзисторах VT5 и VT6, использовано в качестве эмиттерного сопротивления. Значение суммарного эмиттерного тока каскада задано резистором R1.

На практике дифференциальный каскад может использоваться как с симметричными, так и несимметричными входами и выходами. Схема с несимметричным выходом применяется, как правило, для согласования дифференциального усилителя с каскадами, выполненными на одиночных транзисторах. При этом резистор в цепи транзистора, не связанного с выходом усилителя, в общем случае может отсутствовать.

Если к дифференциальному усилителю необходимо подключить каскад с несимметричным выходом, напряжение неиспользуемого входа, как правило, фиксирует на неизменном уровне. Для этой цели может быть использован дополнительный делитель напряжения. Пример каскада с несимметричными входом и выходом приведен на рис. 2.28, б.

Следует отметить, что отсутствие второго коллекторного резистора приводит к уменьшению суммарного коэффициента усиления каскада, а использование несимметричных входов и выходов усилителя – к увеличению величины его дрейфа.

Входное сопротивление дифференциального усилителя может быть существенно увеличено при использовании в каскаде полевых транзисторов. При построении таких схем предпочтение отдается полевым транзисторам с управляющим переходом. Это обусловлено следующими причинами:

– более высокой стабильностью их характеристик;

– большой электрической прочностью затвора (меньше боится пробоя статическим электричеством);

– большей допустимой разностью входных напряжений (до 20…30 В).

 

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру