Запорожец Издания
жения на Rki, чем на Rk2, в результате чего напряжение на выходе 3 относительно земли будет меньше, чем на выводе 4. На фиг. 1.7 показан типичный дифференциальный усилитель на полевых транзисторах. Он работает почти так же, как и схема на биполярных транзисторах, но обладает намного большим сопротивлением со сгороны входных зажимов 1 и 2. Для применений, в которых требуется исключительно высокое входное 4 +сг ~ /Ънератор VJL/ постоянного Фиг. 1.7. Дифференциальный усилитель на полевых транзисторах. сопротивление или нежелательны значительные входные токи смещения, выпускаются дифференциальные и операционные усилители с входными каскадами на полевых транзисторах. Дифференциальный коэффициент усиления каскада на ПТ по напряжению можно определить из уравнения вх. д cSos где г 8 - крутизна характеристики ПТ; Уое - выходная комплексная проводимость; Rc - сопротивление, включенное последовательно со стоком каждого ПТ. Однако обычно произведение i?cf/os <С 1, и уравнение (1.14а) упрощается: K:,yfsRc- (1.146) Параметры ПТ yfs и Уое приводятся в спецификации на прибор. Гмва 1 1.3. Дифференциальный усилитель со смещением от генератора постоянного тока Как указывалось выше, идеальным было бы питание эмиттеров транзисторов дифференциального усилителя от источника постоянного (стабильного) тока. Стабильный h сообщает диф- Фиг. 1.8. Дифференциальный усилитель со смещением от генератора постоянного тока, выполненного на транзисторе Ts. ференциалькому каскаду превосходную характеристику по ослаблению синфазного сигнала (ОСС). Дифференциальный усилитель обладает хорошим ОСС, если он не пропускает синфазное напряжение.. Синфазное напряжение - это входное напряжение, которое имеется одновременно на обоих входах. Предположим, например, что напряжение на входах У и 2 в схеме фиг. 1.5 увеличивается с О до 10 мВ относительно потенциала земли. Напряжение 10 мВ, таким образом, является синфазным напряжением. В данном случае оно делает обе базы более положительными, и оба транзистора стремятся открыться сильнее, т. е. коллекторные токи обоих транзисторов стремятся увели- читься, но поскольку их сумма примерно равна /э (постоянной величине), то ни один из коллекторных токов не увеличивается и напряжения на выходах 3 и 4 остаются фактически неизменными. Таким образом, если к входу приложено синфазное напряжение, то оно не усиливается; усиливается лишь дифференциальное напряжение Увх.д. На практике ни один дифференциальный каскад не имеет идеального (бесконечного) ОСС, и если к его входам приложено синфазное напряжение, то некоторое синфазное напряжение будет возникать и между выходными зажимами, хотя обычно выходное синфазное напряжение Квых. скнф намного меньше, чем синфазное напряжение на входе Увх. синф. Одной из причин ТОГО, ЧТО на практике ОСС не идеально, является тот факт, что ток /э, запитывающий эмиттеры, не является совершенно неизменным. Вообще говоря, чем более стабильным является Is, тем лучше ОСС. На практике стабильность /э улучшают, задавая ток эмиттеров от транзисторного каскада, как показано на фиг. 1.8. Ток, проходящий через транзистор Гд, очень стабилен даже при изменениях приложенного ко входу Увх. синф или температуры. Смещение на базу Тз подается от делителя напряжения, составленного из элементов Ru Цу, Д2 и Rz- Диоды Ц\ и Дг помогают поддерживать стабильность /3 даже при изменении температуры. Отметим, что ток /1 подходит к узлу базы Т3 и здесь делится на h и /бз. Если температура Тз увеличивается, то его база-эмит-терное напряжение Уб-э уменьшается приблизительно на 2,5 мВ/°С. Это .уменьшение Уб-э вызывает увеличение падения напряжения на Rs и тока /д. Однако падение напряжения на Д\ и Дг также уменьшается, в результате чего большая часть тока 1 отводится в виде тока /2, который протекает через Д1 и Дг. Это приводит к тому, что ток /бз уменьшается, препятствуя сколь-нибудь значительному увеличению тока /д. 1.4. Многокаскадные дифференциальнью схемы Последовательное соединение усилительных каскадов обеспечивает суммарное (общее) усиление, равное произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. Во многих применениях, например в линейных ИС, дифференциальные усилители соединяются каскадно, как показано на фиг. 1.9, с тем чтобы получить большой суммарный коэффициент усиления. Следует отметить, что выходы первого каскада гальванически [непосредственно) связаны с входами второго каскада. Это создает проблему, которая заключается в том, что для смещения этих каскадов требуются различные методы. По причинам, подробно рассматриваемым ниже, входной (первый) каскад дол-Жен быть способен принимать входные напряжения V\ и Уг. 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
|