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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 [ 140 ] 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

ряположим, что выходной каскад эмиттерного повторителя еет коэффициент усиления, примерно равный единице, тогда для второго каскада справедливо соотношение

Таким образом, общий коэффициент усиления схемы усилителя определяется выражением

~ (1/я)+РбР,г 1(1/1Лр)+(1/Кл„)] •

Теперь рассмотрим численный пример. Пусть р = 50 (минимум), л = 1,5 для всех транзисторов, а Va = Va = 200 В. Произведение коэффициентов передачи по току транзисторов в этом случае принимает значение РвРтРв, юР», а = (50)* = = 6,25-10" (минимум), а РеРтт = 62,5 В. Следовательно, выражение для полного коэффициента усиления по напряжению запишется в виде

. 6,25-108 (IqRiJBO мВ) Vdoi) (1/л)+ 62,5(1/200 + 1/200) ~

= 6,25.10(/q/?J50 мВ)/1,292. (6.24)

Выбирая наиболее типичные значения /?l = 1 кОм, а /q = 20мкА, получим IqRl/5Q мВ = 20 мВ/50мВ = 0,4, так что

Ау = 6,25-10" X 0,4/1,292 = 1,935-10" (минимум). (6.25)

Еще раз обратим внимание на то, что выражение (6.25) получено для коэффициента усиления на низкой частоте, Aql (0), и что с увеличением частоты он будет уменьшаться.

6.2.2. Схема ОУ с входным каскадом на транзисторах Дарлингтона. Во многих случаях полезно использовать схему дифференциального усилителя на транзисторах Дарлингтона (рис. 6.9) вместо дифференциального усилителя, состоящего только из двух транзисторов.

Если дифференциальный усилитель с транзисторами Дарлингтона используется вместо простого двухтранзисторного дифференциального усилителя, то принципы работы такой схемы останутся в основном такими же. Две наиболее важные отличительные Черты связаны с эффективным коэффициентом передачи по току Р) составного транзистора Дарлингтона, который равен Роизведению коэффициентов передачи по току каждого из тран-чсторов, входящих в составной транзистор (Р = РаРв)- Это озволяет достичь очень большого коэффициента передачи по



току, что Б свою очередь приводит к сильному уменьшению вход, ного тока смеш,ения и резкому увеличению входного сопротивления.

В уравнениях для дифференциального усилителя всюду необходимо заменить Ут на 2Ух, после чего пыражеиие для прямой динамической передаточной проводимости принимает вид = «= IqIVt = /0/200 мВ. Поскольку передаточная проводимость

I I I

РС bS. Обычный ди<}Фре11Циальный усилитель (слева), дифференциальный

усилитель Дарлингтона (справа).

уменьшается в два раза по сравнению с первоначальным значением, коэф4)Ициент усиления по напрял(ению также уменьшится вдвое. Кроме того, незначительно изменится диапазон входного напряжения.

Замечание относительно входного сопротивления транзистора Qn. Если принять во внимание зависимость базового тока транзистора, работающего в активном режиме, от напрял<ения база - эмиттер, которая задается формулой /д ~ ехр (Ув,/«Уг), где п - безразмерная постоянная, лежащая в пределах от 1 до 2 с типичным значением около 1,5 или 1,6, то входная проводимость будет равна gi = g - Ib/Vx. Для составного транзистора Дарлингтона, включенного по схеме с общим эмиттером (как Qe и Qy), входная проводимость соответственно равна g,-, = 1в/2пУт-

6.2.3. Влияние коэффициента передачи по току транзистора Р на коэффициент усиления по напряжению. Анализируя уравнение для коэффициента усиления по напряжению, можно заметить, что он очень сильно зависит от р транзистора. Действительно, если минимальные значения р всех транзисторов удвоятся, то общип коэ(х{)ициент усиления по напряжению будет в 16 раз больше, чем при минимальных р транзисторов. Таким образом, от усилителя к усилителю коэффициент усиления без обратной связи может



цень сильно меняться. Однако ОУ чаще всего работают при замкнутой петле обратной связи (с отрицательной обратной связью), так что коэффициент усиления с обратной связью будет определяться главным образом коэффициентом обратной связи и будет относительно независим от коэффициента усиления без обратной связи до тех пор, пока петлевое усиление много больше единицы. Итак, пока коэффициент усиления без обратной связи усилителя достаточно велик, а используемое петлевое усиление много больше единицы, коэффициент усиления с обратной связью относительно независим ог коэс1х)Ициента усиления без обратной связи и, следовательно, относительно независим or коэ(}х)ицнента передачи по току транзисторов,

6.2.4. Коэффициент усиления выходного каскада эмиттерного повторителя Дарлингтона. Проанализируем коэффициент усиления по напрялсению выходного двухтактного каскада эмиттерного повторителя на транзисторах Дарлингтона, состоящего из составного транзистора лрп-типа (Qg и Qs) и составного транзистора рпр-тша (Qio и Q,i).

Коэффициент усиления по напряжению простого (т. е. содержащего один транзистор) каскада эмиттерного повторителя с базы (вход) на эмиттер (выход) определяется выражением

Av = gmRUi + gmRd = RlAiIgm) + Rl]

= RlI[{VtII)-\-RlI

(6.26)

где Ri - полное сопротивление нагрузки, на которую работает транзистор эмиттерного повторителя, а / - ток через транзистор. Для эмиттерного повторителя Дарлингтона (т. е. на составных транзисторах) в формуле (6.26) произведем простую замену на 2Vr;

Av (DEF) =

(2VtII) + Rl

+ {2VtI1Rl) •

Поскольку Vo = IRl, перепишем (6.27) в виде

Лу,оЕР, = 1/(1 + 2Vt/Vo).

(6.27)

(6.28)

Последнее уравнение показывает, что до тех пор пока для выходного напряжения выполняется условие Vq > 2Vt = Г>0 мВ, коэффициент усиления по напряжепиго выходного каскада примерно равен (но всегда несколько меньше) единице.



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 [ 140 ] 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193