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

14так, в данном случае дифференциальный усилитель может аботатьс входным напряжением примерно на 0,5 В ниже нуле-Р q потенциала. Если амплитуда переменного входного сигнала ре превышает 0,5 В, то эта схема может работать с одним источником питания.

Vb, + 0,6B \

Vb, + 1,2B (b° Vb,+ 1,2B

Vb,+ 0,6В

+o,ei

--1-0,68

Второй наснад

Рис. 4.20. Дифференциальный усилитель с диапазоном входного напряжения, содержащим нулевой потенциал.

4.6. Ось симметрии ;

Во многих случаях при анализе работы дифференциального усилителя его можно разделить на две эквивалентные схемы, проведя ось симметрии. Рассмотрим схему на рис. 4.21, а. Если начальные токи, /j и /а, равны, то при подаче на базы двух транзисторов одинаковых по амплитуде н противоположных по знаку малосигнальных (<25 мВ) переменных напряжений (-f U;/2 на и ~Vil2 на Вз) токи через транзисторы Q, и также будут одинаковы по амплитуде и противоположны по знаку. Полный переменный ток, протекающий через выходное сопротивление источ-ика тока, г, равен нулю, а значит, и падение напряжения 3 " также будет равно нулю. Следовательно, эмиттеры тран-ЦИаТу Qi и будут как бы подключены к нулевому потен-

(РисГТ схему на рис. 4.21, а можно представить в другом виде поил Обратите внимание, что к базе каждого транзистора

ожена половина полного (между двумя базами) входного



напряжения vi. Если vi - полное входное напряжение, то ко лекторные токи можно выразить следующими формулами]

h = gmVil2 = (/q/2) (l,-/2)/l/r = vJlWr = g,Vt,

h = -gmVi/2 = (/q/2) (-vt/2)/VT = -VtIci/4Vr = =--gfVh (4.79)

где gf - динамическая передаточная проводимость дифферец. циального усилителя, найденная выше. Как видно, эти резуль! таты полностью согласуются с результатами предыдущего анализа дифференциального усилителя.


<

v,/2

>

-v,/2

2r VcM

Рис. 4.21. Анализ дифференциального усилителя методом разделения его осью симметрии: а - дифференциальный усилитель; б - малосигнальная эквива» лентная схема для чисто дифференциального входного сигнала; в - малоснгиальная Эквивалентная схема для чисто синфазного входного сигнала.

Рассмотрен случай малого дифференциального входного сигнала. Теперь проанализируем, что произойдет, если на две базы подать синфазное входное напряжение, Vcm- В этом случае токИ с обеих сторон дифференциального усилителя будут абсолютно



инаковы как по амплитуде, так и по знаку, поэтому ток через одное сопротивление источника тока будет равен удвоенному протекающему через каждый транзистор. Следовательно, адеиие напряжения на источнике тока равно 2icro- Теперь диф- ренциальный усилитель можно по оси симметрии разделить на две равные части, как показано на рис. 4.21, в. Падение напряжения на Го в эквивалентной схеме на рис. 4.2 1, в точно такое же, как и в первоначальной схеме дифференциального усилителя.

Хок коллектора, гс, каждой половины схемы будет связан с синфазным входным напряжением формулой

/с = gmVcM/0 + 2grJo) » VcMl2ro = VcMgol2, (4.80)

так как gm2o Если сравнить (4.80) с результатом, полу-

ченным для обычного дифференциального усилителя, легко убедиться в том, что они абсолютно од[1наковы.

В общем случае, когда входной сигнал представляет собой комбинацию малосигнальных входных напряжений, которые не являются ни чисто синфазными, ни чисто дифференциальными, входное напряжение разлагают на две составляющие (дифференциальную и синфазную) по формулам

Vdm = - щ\ Vcm = (i + щ)/2. (4.81)

Приведенные методы анализа дифференциального усилителя путем разделения его осью симметрии применимы только в том случае, когда начальные токи н 1 в обеих его половинах одинаковы и дифференциальная составляющая входного напряжения достаточно мала (его амплитуда ограничена значением, примерно равным 25 мВ). Если эти условия не выполняются, то необходимо использовать обычную экв1шалентную схему.

Предыдущий анализ касался только дифференциального усилителя на биполярных транзисторах. Однако метод разделения дифференциального усилителя по оси симметрии можно применить и к дифференциальному усилителю на МОП-транзисторах " на полевых транзисторах с /7/г-переходом. Для дифференциального усилителя на полевых транзисторах амплитуда входного напряжения не должна превышать примерно 0,5У„, где У„ =

Ур (/q/Idss) для дифференциального усилителя на поле-•х транзисторах с /7п-иереходом п 1/„ = (Iq/K) для диффе-Рнццального усилителя на МОП-транзисторах. (, „ Роведенный анализ выявляет связь между прямой динамиче-тел" "придаточной проводимостью дифференциального успли-отде " Динамической передаточной проводимостью gm или gf тельг" транзисторов, входящих в дифференциальный уснли-Дели сироваинын дифференциальный усилитель можно раз-ть осью симметрии на две равные части и рассматривать его,



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