Основной недостаток усилителя с общим эмиттером – существенное искажение входного сигнала из-за нелинейности характеристик транзистора, а также зависимость коэффициента усиления от параметров транзистора, которые, в свою очередь, зависят от значений тока и температуры. Поэтому непосредственно такие усилители применяют в простейших случаях. Например, для звуковых сигнализаторов. Часто подобные усилители (без разделяющих конденсаторов) являются составляющими элементами интегральных микросхем. Например, операционного усилителя.
В электронных устройствах часто требуется измерять и усиливать разность потенциалов. Для этой цели служит дифференциальный усилительный каскад. Его схема приведена на рис. 3.4.
На рис. 3.4 транзисторы показаны без кружков, так как данная схема имеет, как правило, интегральное исполнение, т. е. является частью внутренней структуры интегральной микросхемы.
Схема работает следующим образом. Входные напряжения Uвх1 и Uвх2 создают токи баз транзисторов VT1 и VT2 . Эти токи усиливаются транзисторами VT1 и VT2 , что приводит к появлению токов коллекторов этих транзисторов Iк1, Iк2 , и, следовательно, к падению напряжений на резисторах R1 и R2 (как правило R1 = R2 ).
Рис. 3.4. Дифференциальный усилительный каскад
Резисторы R1, R2 , а также транзисторы VT1, VT2 можно рассмотреть как элементы, расположенные в плечах сбалансированного моста. Входные напряжения вызывают небаланс этого моста.
Выходное напряжение Uвых представляет собой разность потенциалов между напряжениями на коллекторах транзисторов VT1 и VT2 , т. е. пропорционально разности входных напряжений:
Uвых = kус (Uвх1 -Uвх2 ), (3.3) где kус – коэффициент усиления.
При приращении входных напряжений на одну и ту же величину (синфазные сигналы) выходное напряжение не должно изменяться. Для этой цели служит стабилизатор тока, собранный на транзисторах VT3, VT4 и резисторах R3, R4 , R5. Транзистор VT4 включен по диодной схеме и предназначен для компенсации влияния температуры на работу стабилизатора тока. Через транзистор VT3 проходит сумма коллекторных токов транзисторов VT1 и VT2 , следовательно
Iк3 = Iк1 + Iк2. (3.4)
Отсюда DIк1 =-DIк2 , т. е. изменения токов взаимно компенсируются.
Одно из главных достоинств дифференциального каскада – слабое влияние температуры на коэффициент усиления kус, что достигается благодаря мостовой схеме и стабилизатору тока.
Основная область применения дифференциальных каскадов – входные цепи операционных усилителей.
Эмиттерный повторитель применяется как преобразователь сопротивления. Транзистор VT в эмиттерном повторителе включен по схеме с общим коллектором (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Схема эмиттерного повторителя
Свое название эмиттерный повторитель получил благодаря тому, что его выходное напряжение Uвых практически равно входному напряжению Uвх как по значению, так и по фазе. Действительно, если к входу эмиттерного повторителя приложить увеличивающееся по уровню напряжение, то это приведет к увеличению эмиттерного тока транзистора и соответствующему увеличению его выходного напряжения. Поэтому входной и выходной сигналы в схеме не будут изменяться по фазе.
Коэффициент
усиления эмиттерного повторителя определяется по выражению kус = UUвыхвх =
Iб(h11Iк+ hR21н Rн) = h11h+21h21RнRн »1, (3.5) поскольку h21
Rн >>
h11.
Следовательно, по уровню входной и выходной сигналы практически равны друг другу.
Основное преимущество эмиттерного повторителя заключается в том, что входное сопротивление его намного больше выходного и определяется оно по формуле
Rвх = h21 Rн.
Отсюда следует, что эмиттерный повторитель наиболее удобно применять для согласования высокоомных источников сигнала с низкоомной нагрузкой Rн. Следствием этого является значительное усиление мощности входного сигнала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.