Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Диференціальний каскад підсилювача постійного струму

Колекторні резистори і транзистори утворюють міст, в одну діагональ якого ввімкнена напруга живлення, а в другу – опір навантаження. Схема повинна бути симетричною: , а параметри транзисторів повинні мати ідентичні параметри і повинні бути виготовленими з одного матеріалу.

В режимі спокою через транзистори протікають однакові струми колекторів , які створюють однакові спади напруг на колекторних резисторах. Напруги на колекторах транзисторів будуть однакові , а вихідна напруга в цьому випадку буде складати .

Висока стабільність вихідної напруги в режимі спокою зумовлена тим, що при зміні напруги джерела живлення або зміні температури потенціали колекторів обох транзисторів отримують однакові за знаком і значенням прирости, тому вихідна напруга залишається незмінною

Рис.1.48. Схема диференціального каскаду

підсилювача постійного струму

Вхідний сигнал подається або між базами або на одну базу при фіксованому потенціалі на другій базі транзистора, що викликає зміну базових і колекторних струмів транзисторів. Зміна колекторного струму викликає в свою чергу протилежні за знаком зміни потенціалів обох колекторів транзисторів В цьому випадку вихідна напруга буде дорівнювати

Емітерні струми обох транзисторів, які протікають через резистор R _еотримують однакові за значенням і протилежні за знаком прирости струму , тому сумарний емітерний струм залишається незмінний

Незмінність струму емітера свідчить про те, що в схемі відсутній від’ємний зворотний зв’язок за струмом, що не викликає зменшення коефіцієнта підсилення каскаду за напругою для корисного сигналу.

Якщо джерело вхідного сигналу ввімкнене між базами вхідних транзисторів, то це приводить до того, що на обох базах появляються сигнали, які рівні і протилежні за знаком

і .

Наявність спільного емітерного резистора підвищує стабільність схеми за постійним струмом, оскільки зміна емітерних струмів буде мати однаковий знак, тому додатковий сумарний приріст постійної складової емітерного струму який викликаний дестабілізуючими факторами створює сигнал від’ємного зворотного зв’язку за струмом . Стабілізуюча дія резистора в колі емітера R _е тим вища чим більше його значення.

Якщо вхідний сигнал подати на одну базу (несиметричний вхід), то при фіксованому потенціалі другої бази, вихідна напруга за модулем буде такою ж, як і в попередній схемі.

Схема такого каскаду може бути використана тільки при малих значеннях вхідних сигналах, оскільки при великих від’ємних сигналах може бути більша ніж напруга другого транзистора, тому він закривається і переходить в область відсічки. Для розширення діапазону вхідних сигналів в коло емітерів обох транзисторів і вмикають резистори R ₀, що в свою чергу зменшує приріст напруги між базою і емітером транзисторів, але одночасно знижує коефіцієнт підсилення за напругою за рахунок появи в схемі від’ємного зворотного зв’язку за струмом для вхідного сигналу.

Для балансування схеми застосують потенціометр між емітрами транзисторів R_бал, який дозволяє встановлювати нульову напругу на виході схеми підсилювача при нульовій напрузі на його вході.

Диференціальний коефіцієнт підсилення за напругою в режимі холостого ходу буде визначатися таким виразом

Коефіцієнт підсилення за напругою синфазного сигналу

Коефіцієнт ослаблення синфазної складової сигналу

Вхідний диференціальний опір - це опір між двома входами диференціального каскаду підсилення, який залежить від емітерного струму транзисторів і переважно складає сотні кілоом.

Синфазний вхідний опір диференціального підсилювача постійного струму це вхідний опір між двома об’єднаними входами і спільною точкою схеми

Схема заміщення диференціального каскаду зображена на рис. Вхідний диференціальний опір підсилювача ввімкнений між двома входами – інветуючим (Вх.1) і неінвертуючим (Вх.2). В цій схемі паралельно кожному входу ввімкнений подвійний вхідний синфазний опір , тому джерело синфазного сигналу навантажується на опір . Підсилювальні властивості каскаду в цій схемі заміщення відображені генераторами струму і , а його вихідний опір буде складати .

Для збільшення синфазного вхідного опору замість резистора в колі емітера застосовують генератор струму на біполярному транзисторі. Застосування розглянутої диференціальної схеми дозволяє значно зменшити значення зведеного температурного дрейфу до рівня

Варіант схеми диференціального підсилювача постійного струму в інтегральному виконанні наведена на рис.1.50. В цій схемі вхідні транзистори ввімкнені за схемою Дарлінгтона (на складових транзисторах), що дозволяє отримати великий вхідний опір без втрати коефіцієнта підсилення за напругою. Замість емітерного резистора R_e в цій схемі застосований генератор струму на біполярному транзисторі VT ₃. Стабілізація режиму цього транзистора здійснюється за рахунок від’ємного зворотного зв’язку за струмом (резистор R_e ₃) і термокомпенсуючої ланки – резистори R ₁, R ₂ і діод VD₁.

В інтегральних диференціальних підсилювачах постійного струму температурний дрейф напруги зміщення є ще менший за рахунок ідентичності параметрів елементів схеми, які виконуються в межах одного технологічного циклу, і переважно складає .

Недоліки такої схеми:

· підвищена напруга зміщення;

· більша різниця вхідних струмів;

· більший температурний дрейф напруги зміщення;

· більший коефіцієнт шуму.

Рис1.49. Еквівалентна схема заміщення диференціального каскаду
підсилювача постійного струму

Рис.1.50. Схемна реалізація диференціального підсилювача постійного струму за схемою Дарлінгтона на вході в інтегральному виконанні

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒