Операційні підсилювачі і cхемотехніка на їх основі, страница 4

·  вхідний опір для диференційного вхідного сигналу лише в два рази превищує величину відповідного вхідного опору одиночного каскаду підсилення по схемі ЗЕ. Це приводить до необхідності прийняття мір по підвищенню його величини .

·  вхідний опір для синфазного сигналу досить великий. Його величину можна оцінювати, обєднавши два входи, як рівнопотенціальні.    Величина вхідного опору в такому випадку визначається по відношенню до загальної шини, тобто через високоомне джерело вхідного струму;

·  Коефіцієнт підсилення по напрузі каскаду для диференційного сигналу практично рівняється величині коефіцієнта підсилення одиночного каскаду по схемі  ЗЕ;

·  коефіцієнт підсилення каскаду для синфазного сигналу значно менше 1 і визначається лише неідеальністю параметрів елементів схеми;

·  диференційний каскад має можливість виконувати операцію перемноження двох аналогових сгналів, один з яких повинен бути диференційним вхідним сигналом, а другий- керуючим сигналом емітерного джерела струму;

·  диференційний каскад як елемент операційних підсилювачі чутливий до зміни температури, з-за чого в підсилювачі наблюдається дрейф нуля, тобто поступове наростання вихідного сигналу при відсутності вхідного;

·  вихідний опір підсилювача в два рази більше, ніж відповідний параметр підсилючального каскаду по схемі ЗЕ.

5.1.2. Інтегральні джерела струму.

Джерело струму по схемі Відлара. В інтегральній техніці джерела струму, як схеми з високим внутрішнім динамічним опором, часто використовують в якості колекторного навантаження одиночних какадів підсилення. Це робиться на тих ділянках схеми. де колекторні опори повинні мати великі значення. Але великі пасивні опори в інтегральних схемах займають значну площу  на кристалі, тому їх краще замінювати джерелами струму. Одна з таких схем приведена на рис.5.5  в якій транзистори VT₁ і VT₂  являються повністю ідентичними.

Для кола, що обєднує переходи емітер-база можемо записати:

                 U_БЕ.1 – U_БЕ.2  -   I_Е2 R₂ = 0.

З врахуванням рівнянь (5.2 ) і ( 5.3 )  і враховуючи , що  b>>1, можемо записати:

                               Рис.5.5.

 Якщо І_ЗВ.1 = І_ЗВ.2 і b₁ = b₂ , то

Так, як при проектуванні схеми струми І_К1 і І_К2  задаються, а j_Т являється також відомою величиною, то інтегральний опір R₂  може бути легко обчисленим.

З отриманої формули бачимо, що величина колекторного струму транзистора VT2  не залежить від величини опору навантаження і визначається при проектуванні схеми.

     Найбільшого поширення для живлення аналогових пристроїв находить схема струмового дзеркала.

Використовується декілька варіантів побудови такої схеми. Найбільш поширена,  приведена на рис.5.6, широко використовується в                              інтегральній схемотехніці.

                      Рис.5.6.             В приведеній схемі транзистори VT₁, VT₂  мають близькі характеристики, тому струм колектора VT₁, який задається резистором R₁, буде повторюватись в VT₂.

Дійсно, транзистор VT₁  включений по   схемі прямозміщеного діода, тому  струм через R₁

                         І_К1 = (E – U_БЕ )/ R₁.

Цей струм задається при проектуванні схеми і пов'язаний з струмом емітера відомою формулою:

                         І_К1 =aІ_Е1.

Вихідним струмом схеми являється колекторний струм транзистора VT₂

                                        І_К2 =aІ_Е2.

Оскільки І_Б = (1 - a)І_Е, а І_Б1 = І_Б2 , то з-за ідентичності транзисторів І_К2 = aІ_Е, так як  емітерні струми рівні.

В інтегральній схемотехніці джерела струму типу струмове дзеркало використовують в поєднанні з іншими схемами, що дає можливість відмовитись від активного опору R₁. В такому випадку схема прийме вигляд, відповідний до рис.5.7. Зображений на схемі розподіл струмів по гілках дає можливість стверджувати, що транзистор VT₁  працює в активному режимі, так як різниця потенціалів між колектором і базою рівняється нулю, а розподіл струмів між електродами не порушується.

                              Рис.5.7.