Главная Промышленная автоматика.

И Qz-q4 образуют дифференциальный каскодный прп-рпр-ш-скад, где транзисторы Qi и Q2 включены с общим коллектором, а Qz Vi Qi - с общей базой. Согласованные транзисторы и Qs служат высокоомной нагрузкой этого дифференциального входного каскада. Уровень смещения для транзисторов Qi и Qs задает транзистор Qe. работая одновременно как эмигтерный повторитель для преобразования коллекторного напряжения транзистора Qi в управляющее напряжение на базе транзистора Qg-Тем самым обеспечивается несимметричный выход с коллектора транзистора Q. Пара q3-q4 смещается схемой отвода неизменного тока /о.

Токоотводящая схема /о вместе с транзистором Qs и Di задает токи смещения i\ и iz для усилителя. Предполагая, как и раньше, что Qs и Di геометрически согласованы, можем написать

1 + 2 = 5(1+-). (3-36)

где Рр - коэффициент усиления по току каждого из согласованных рпр-транзисторов q3 и q4. Суммарный базовый ток этой пары равен

r, = ii±iL. (3.37)

Заметив, что

/0 = 4 + 5. (3.38)

упростим три предыдущих уравнения, с тем чтобы показать зеркальный токовый эффект

/o = i, + /2- (3.39)

Отсюда мы видим, что рабочие токи каскада задаются током /о независимо от значения Рр. Следовательно, крутизна дифференциального каскада хорошо регулируется, поскольку зависит непосредственно от тока /о.

Токи ii и 12 образуют вторую зеркальную пару. Необходимо тесное согласование между следующими парами: Qi и Qz, Q3 и Qi, Q? и Qb, Q5 и Dl. При отсутствии дифференциального сигнала на входе (vi = vz = Vconst) и эффектов сдвига зеркальные токи h и h должны быть равны. В этих условиях 1% = is и дифференциальный выходной ток /вых равен нулю. Допустим теперь, что Vi остается равным Vconst, в то время как 02 увеличивается на ДУ2(А12>0) до нового напряжения Vconst+ АУ2- Таким образом, приложенный дифференциальный сигнал равен Д2. В результате последовательной реакции четырех переходов база - эмиттер напряжение Va увеличится от своего первоначального значения на AV2/2. Действующее значение напряження



возбуждения, которое управляет током ii, т. е. Vi - Va, уменьшается, поскольку Va увеличилось на ДУ2/2. Следовательно, ток il также пропорционально уменьшится. Для t2 наблюдается обратный эффект, поскольку возбуждающее его напряжение увеличивается на JS.V2/2. Поэтому 12 увеличивается на такую же величину, на которую понижается tl.

Рассмотрим теперь токи транзисторов Qj и Qs- При соотвег-ствующем согласовании приборов и при Ri = R2 токи и гз

Фиг. 3.15. Упрощенная модель дифференциального входного усилителя - преобразователя проводимости, показанного на фнг. 3.14.

прямо пропорциональны друг другу через отношение площадей эмиттеров соответствующих транзисторов. Если мы для простоты предположим, что эти площади равны, то h = /3 при всех условиях. Под воздействием напряжения сигнала ДУо ток будет уменьшаться вследствие уменьшения тока ii. В сочетании с увеличением (2 это уменьшение тока 13 приводит к суммарному увеличению тока сигнала 1бых на выходе (фиг. 3.14). Таким образом, мы видим, что зеркальный эффект для токов tl и 4 создает несимметричный токовый сигнал на выходе, прямо пропорциональный приложенному к входу дифференциальному напряжению. По этой причине схема на фиг. 3.14 часто рассматривается как дифференциальный усилитель - преобразователь проводимости и представляется простой моделью, показанной на фиг. 3.15.

Сделаем последнее замечание относительно схемы фиг. 3.14. р«р-Транзисторы, применяемые в этой схеме, - это обычно боковые транзисторы, характеристики которых в процессе производства контролируются не так хорошо, как у «рп-транзисто-ров. Qs и Dl обеспечивают в дополнение к установке уровня тока il -\- J2 некоторую стабилизирующую обратную связь для



ТОКОВОГО зеркала Qi - Q2. Диод Di управляет уровнем тока через транзисторы Qi и Qz- Вследствие согласованности Qs - Di транзистор нейтрализует синфазные колебания токов ii и iz- Допустим, например, что внешнее воздействие - приводит к одновременному увеличению обоих токов. Это увеличение токов i\ и iz приведет к увеличению тока смещения для q3 - q4. В результате увеличения /4 ток is уменьшится, так как ток /о - неизменный ток. Ток через диод (ii + ia), будучи согласован с is, должен уменьшиться. Тем самым элементы Qs, /о и D\ обеспечивают синфазную отрицательную обратную связь с целью стабилизации боковых рпр-приборов. Обратная связь определяется как с1нфазная, поскольку она воздействует на i\ и гг одинаковым образом. Этот тип отрицательной обратной связи одновременно улучшает стабильность смещения и коэффициент ослабления синфазного сигнала, не влияя на дифференциальные усилительные характеристики схемы.

3.6. ЭМИТТЕРНЪ1Е ПОВТОРИТЕЛИ

Схема эмиттерного повторителя - это хорошо зарекомендовавшая себя конфигурация каскада, нашедшая широкое применение в разработках как дискретных, так и интегральных схем. Работа и полный схемный анализ эмиттерного повторителя, или, как он называется более точно, каскада с общим коллектором, хорошо отражены в литературе. На фиг. 3.16 дано изображение основной схемы эмиттерного повторителя вместе со схемными уравнениями, описывающими его малосигнальную низкочастотную характеристику.

Каскад эмиттерного повторителя почти всегда используется для обеспечения отделения сигнала, поскольку в этой схеме могут быть получены очень высокое входное и очень низкое выходное сопротивления. Таким образом, эмиттерные повторители не требуют от предшествующего каскада такого большого тока, как каскады некоторых других типов. Вследствие низкого выходного сопротивления повторителя этот каскад способен выдавать в последующие каскады большой ток нагрузки.

Большинство желаемых характеристик эмиттерного повторителя достигается вследствие присущей ему отрицательной обратной связи. Переход база - эмиттер транзистора Q действует как суммирующая точка для приложенного напряжения сигнала vi и всего выходного напряжения Уцых- Хотя коэффициент усиления каскада по напряжению всегда несколько меньше единицы, однако коэффициент усиления каскада по току примерно тот же, что и у самого транзистора; таким образом, в данной схеме возможно заметное усиление по мощности. Эмиттерные повторители используют в основном в схемах смещения в ка-





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

0.0036