Материал: 832

115

кады (ДУ). Каскад обычно питается от двухполярного источника (с одинаковыми по величине напряжениями +Е и –Е), относи-

практически устраняет дрейф нулевого уровня из-за температурного смещения входных и выходных характеристик транзисторов VT1 и VT2 (транзисторы идентичны).

Если входные напряжения Uвх1 и Uвх2 совпадают по фазе и одинаковы по амплитуде (такие сигналы называют синфазными)

Uвх1 Uвх2 Uсф ,

то токи в плечах ДУ остаются постоянными (в силу симметрии

116

I1 Iг 1 e Uвх Т и I2 Iг 1 eUвх Т ,

где Т kT – температурный потенциал; e

k – постоянная Больцмана;

Т – температура перехода по абсолютной шкале; е – заряд электрона.

При комнатной температуре Т 26 мВ. Линейный диапазон изменения входного дифференциального напряжения составляет примерно 2 Т , а полный – 4 Т . Если нагрузка включается между коллекторами транзисторов VT1 и VT2 (например, стрелочный милливольтметр), реализуются усилительные свойства обеих половин ДУ. Но часто используется и несимметричный выход, когда в качестве выходного сигнала используется изменение Uвых1 или Uвых2 ( Uвых1 и Uвых2 равны по величине, но противоположны по фазе).

Для оценки коэффициентов передачи по напряжению для

входного дифференциального сигнала K1 Uвых1 и K2 Uвых2

Uвх Uвх

(рис. 11.2, а) воспользуемся эквивалентной схемой для приращений напряжений и токов (рис. 11.2, б).

Рис. 11.2 – Вариант схемы дифференциального усилителя (а) и эквивалентная схема для определения входного сопротивления и коэффициента усиления по напряжению для дифференциального сигнала (б)

117

Входное сопротивление для дифференциального сигнала (обходим контур ABC)

т.е. в два раза больше,чем для каскада посхемес общимэмиттером. Приращения выходных напряжений можно оценить как

Uвых2 Uвых1 iбRК.

Коэффициенты усиления входного дифференциального напряжения

Переменная составляющая напряжения в точке В (общая точка эмиттеров транзисторов VT1 и VT2) равна половине Uвх . Она является входным сигналом для транзистора VT2, включенного по схеме с общей базой. Его входное сопротивление является элементом последовательной обратной связи по току для транзистора VT1, увеличивающим входное сопротивление со стороны базы этого транзистора.

Сопротивление эмиттерного перехода связано с током эмит-

Рис. 11.3 – Схема для оценки коэффициента передачи синфазного сигнала в дифференциальном усилителе

118

Для уменьшения входных токов и повышения входного сопротивления входной дифференциальный каскад переводят в режим микротоков. При этом rэ 1 rб и справедливы соотношения

Uвых1 или Uвых2 при изменении входного синфазного напряжения (рис. 11.3, а). Для оценки коэффициента передачи синфазного напряжения воспользуемся эквивалентной схемой, приведенной к одному плечу дифференциального усилителя (рис. 11.3, б).

Входное сопротивление синфазному сигналу

Важной характеристикой дифференциального усилителя является коэффициент ослабления синфазного сигнала Мсф, опре-

деляемый отношением коэффициентов усиления K и Kсф:

RK

2Rг

Его часто оценивают в децибелах

Мсф,дБ 20lgМсф .

11.2Стабилизаторы тока

Варианты построения схем генераторов постоянного тока (стабилизаторов тока) для дифференциального усилительного

119

каскада приведены на рис. 11.4 (в простейшей схеме каскада вместо генератора тока включается резистор R г).

В схеме рис. 11.4, а эмиттерный ток транзистора VT1 задается с помощью базового делителя и резистора R0:

Рис. 11.4 – Варианты построения схем стабилизаторов тока

где UЭБ 0,7 В для кремниевого транзистора. Коллекторный ток практически повторяет ток эмиттера и почти не зависит от потенциала коллектора VT1. Поэтому

Интересно, что схема сохраняет свои функции и при выполнении условия R2 R0 0 (см. рис. 11.4, в).