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

ерез другой. Однако нет такой точки, где весь ток протекал бы только через один транзистор, а другой был бы полностью закрыт.

Рассмотрим еще один пример: /j = 0,99/q и /2 = 0,01/q. Имеем

0,01 = {1 + ехр [{Vi - Vos)IVt]}-\ (4.13)

g у. yg = 115 мВ. Для /1 = 0,01/q и /2 = 0,99/q аналогично получим Vi- Vos - -115 мВ. Даже в более общем случае, когда /j = 0,999/q и /2 = 0,001/q, требуемое дифференциальное входное напряжение будет всего Vi - Vos = 173 мВ.

Если источник тока дифференциального усилителя, вырабатывающий ток смещения Iq, - идеальный источник постоянного тока, то Iq не зависит от падения напряжения на нем и, следовательно, не будет зависеть и от входных напряжений Vb, и Vb,-Анализ выражений для /j и /2 показывает, что если бы величина Iq была постоянной, то II и /2 были бы функциями только дифференциального входного напряжения, Vi = Vb, - Vb,, и абсолютно не зависели бы от любой синфазной составляющей входного напряжения. Таким образом, усилитель действительно является дифференциальным, или разностным, усилителем, реагирующим только на разность напряжений, поданных на его входы, Б, и В, и абсолютно не реагирующим на любое напряжение, общее для двух входов. Дифференциальное входное напряжение определено выше как Vt = Vb, - Vb.- Теперь определим синфазное входное напряжение как среднеарифметическое двух входных напряжений, т. е. Vcm = {Vв, + Vb,)/2. При Vb, = -Vb, синфазная составляющая входного напряжения равна нулю и входное напряжение будет чисто дифференциальным Если, с другом стороны, Vb, = У в,, то равна нулю дифференциальная составляющая и входное напряжение будет чисто синфазным.

4.1.1. Передаточные проводимости. Из соотношений для /j и 1 и графиков /; и /2 в зависимости от Vj видно, что с точки зрения зависимости между выходными токами и /2 и входным напряжением 1/j дифференциальный усилитель является нелинейным устройством. Однако в некоторой ограниченной области передаточной характеристики /j [Vi) или 1 (У,) зависимость между токами и входным напряжением можно считать примерно линей-"ой На рис, 4.3 видно, что входные напряжения, при которых "ередаточная характеристика примерно линейна, лежат в пределах от У, i/g = зо ыВ до Vi - Vos = +30 мВ, следова-ельно, полный диапазон изменения входного напряжения равен Римерно 60 мВ. Таким образом, с точки зрения зависимости ежду переменным входным напряжением и переменными выход-ьми токами дифференциальный усилитель при обработке пере-



менных сигналов малой амплитуды можно считать практически линейным устройством.

В этом параграфе будут получены выражения для передатоц. ных проводимостей дпфференциального усилителя. Передаточная проводимость - это отношение изменения тока между парой полюсов многополюсника к изменению напряжения между одной из пар полюсов, которое вызвало изменение тока. Из рнс. 4.4,

ч -

в,

Диф<ререна,аапьньш усилитель

Рис. 4.4. Напряжения и токи дифференциального усилителя.

где дифференциальный усилитель изображен в виде многополюсника, можно определить следующие передаточные проводимости:

gi„ = dh/dVB,, gu, = dhldV „

gf, = dhldVe,, g „ = dhJdVB,.

Из последующих выкладок будет видно, что все эти передаточные проводимости дифференциального усилителя одинаковы по величине, так что \gu, \ = \gt,A = \gu, I = к/.. \ = gf и отличаются только знако,1.

Выше выражение для h дано в виде

(4.14)

где У, = Ув,

1 l-t-exp[-CV,-Vos)/lr]

Ув,< поэтому

dli dVi

dV, dV dVt • Тогда, продифференцировав выражение (4.15), получим

dl, ,{l/Vт)expl-(Vl-Vns)lVт

1 -t- ехр [- (Vl - Vos)IVt}

IJVr

(4 15) (4 16)

gt„ =

Учитывая, что

1+ехр[(1/,-Vos)/Vr] • о

(4.17)

1 + exp l(Vi - Voj/Vri МОЖИО выразить в виде

gf., - IxhKIqyT).

(4 IS)



Поскольку gu, можно получить простой заменой подстрочных индексов, найдем

g>,. = lih/{Ir.VT) = g,,,. (4.19)

Поскольку /i и /2 имеют один и тот же знак, такой же, как Iq, д = gf будут положительными величинами, т. е. gf, = gf, ~ iJgf. Для gf,, можем записать

dVi dv •

(4.20)

Учитывая, что Vt = Vb, - Vs. и, следовательно,

V./dVa, = -1.

имеем

dVi dVfl. sfu /qVj,

(4.21)

Снова производя замену подстрочных индексов, найдем Д/„г

(4.22)

-/гЛ

Теперь можно записать окончательное, очень простое выражение для всех передаточных проводимостей дифференциального усилителя:

gf = g>r, gh, =

-gf„ = -gf,, =

(4.23)

Поскольку /, + /2 = Iq, можно записать выражение для gf

в другом виде:

gf = /1 о о - IMIqVt) = h (Iq - KWqVt). величина g максимальна при li = h = Iq/2 и равна

gfitAAX) = /р/(41/г) = /q/100mB.

(4.24)

(4.25)

д Н рис. 4.5 представлен график функции передаточной прово-

Зам*" зависимости от постоянного тока покоя либо Qi, либо Q2.

при график имеет плоский максимум при Л = /2 = Iq/2,

vip" I-"" /2 становятся меньше Iq, проводимость резко

jMcHbujaeieH.



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