Запорожец  Издания 

0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

К.ак мы увидим ниже, в целом ряде ИС ОУ полевые транзисторы применяются в первом каскаде.

ПТ изготавливают в основном двух типов: 1) полевые транзисторы с рп-переходом с входным сопротивлением порядка 10- 10 Ом (фиг. 1.2) и 2) полевые транзисторы со структурой металл - окисел - полупроводник (МОП-транзисторы), известные также под названием «полевые транзисторы с изолированным затвором». МОП-транзисторы обладают еще большим входным сопротивлением со стороны затвора (\0°-10* Ом), чем


-оп зо-Н НЧ-"-оп

(подложка)


{подложка

Фиг. 1.3. Символическое изображение МОП-транзисторов, а -«-канального; б-р-канального.

ПТ с рп-переходом. Некоторые общепринятые обозначения, используемые для МОП-транзисторов, показаны на фиг. 1.3.

1.2. Дифференциальная схема

На фиг. 1.4, а показан простой дифференциальный усилитель на биполярных транзисторах, а на фиг. 1.4,6 - его символическое изображение. Если два напряжения подать на входные зажимы 1 и 2, то их разность Увх.д усиливается и между выходными зажимами 3 и 4 появляется напряжение Увых. д- В идеальном случае, т. е. если оба входа имеют одинаковый потенциал относительно земли или общей точки, создавая тем самым дифференциальное входное напряжение Vx. я = О, дифференциальное напряжение на выходе Квых. я также равно нулю независимо от коэффициента усиления схемы.

При включении источников сигнала Vi и V2, как показано на фиг. 1.4, между базой каждого транзистора и землей образуется путь для прохождения постоянного тока, и через эти базы протекают токи /б1 и /б2. Если средние значения напряжений и внутренние сопротивления источников сигнала Vi и V2 равны, то равны и базовые токи. Это приводит к равенству коллекторных и эмиттер ных токов (/ki~/ic2, /31-/32) в предположении, что транзисторы имеют идентичные характеристики. Поскольку р



ИЛИ hpE транзистора обычно много больше I, базовый ток по сравнению с коллекторным или эмиттерным очень мал, и поэтому коллекторный и эмиттерный токи приблизительно равны [см. уравнения (1.3) и (1.4)]. Например, на схеме фиг. 1.4 11-hy и


>

Фиг. 1.4. Простой дифференциальный усилитель. а-принципиальная схема; 6-его символическое обозначение.

аналогично /к2 -2- В данной схеме ток h через резистор Rg равен сумме токов /э1 и /в2. Этот ток можно аппроксимировать . следуюш,им выражением:

где Уб-э - постоянное падение напряжения на каждом смещенном в прямом направлении база-эмиттерном переходе, составляющее в кремниевых транзисторах приблизительно 0,7 В, а в германиевых - около 0,3 В; R - сопротивление по постоянному току слева от каждого из входных зажимов 1 или 2. В схеме на фиг. 1.4 i?6 - это внутреннее сопротивление источников сигналов.

Поскольку напряжение источника питания обычно намного больше падения напряжения Уб-э на переходе база - эмиттер, а Re обычно намного превышает Ре/2ЬрЕ, уравнение (1.6) можно упростить: £

/з-. (1.7)



Значение уравнения (1.7) состоит в том, что величина /э в нем определяется главным образом значениями Еа и Ra, и если Еэ и Rg-фиксированные величины, как это обычно и бывает, то ток /э является практически неизменным. В идеальном случае значение /э должно быть очень стабильным; причины, обусловливающие это требование, будут рассмотрены ниже. Источник пи-

«


<енератор постоян-ffoeo тока

Фиг. 1.5. Генератор постоянного тока для питания эмиттеров транзисторов в дифференциальном усилителе.

тания Еа и резистор Ra (или их эквиваленты) часто символически изображают в виде генератора постоянного тока, как это показано на фиг. 1.5.

Постоянное напряжение на каждом выходном зажиме относительно земли определяется как разность напряжения и падения напряжения на резисторе в цепи соответствующего коллектора. Таким образом, напряжение на выходе 5 относительно земли равно

Ук1-=£к-/?к1/к1. (1.8а)

Аналогичным образом напряжение на выходе 4 относительно земли равно

y = E-Rivz- (1.86)

Их разность есть выходное дифференциальное напряжение

..х.д = к1-Ук2 ° (1.9)



0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106