Дослідження діапазонного резонансного підсилювача, страница 13

Цей показник характеризує симетрію схеми. Симетрія схеми зале­жить від значення опору  для змінного струму. Якщо утворити на вході 1 деякий приріст напруги ,  а потенціал входу 2 від­носно спільної точки лишити без зміни, то цей приріст викличе приріст емітерного струму  транзистора . Але тільки якщо , отримаємо   і можна вважати, що відгалуженням частини струму  до опору  можна знехтувати, тобто має місце повна симетрія схеми.

При дії на вході ДК різницевого сигналу та забезпеченні повної симетрії схеми, струми транзисторів  і  через емітерний опір рівні й протилежні за фазою. Тому при підсиленні різницевого сиг­налу на опорі  немає змінної напруги, тобто можна вважати, що опір  відсутній.

Коефіцієнт підсилення різницевого сигналу одного плеча схеми, тобто плечовий

.

Коефіцієнт  з’явився тому, що на вході 1 ДК діє лише половина різницевого сигналу між двома входами.

Загальний коефіцієнт передачі різницевого сигналу двома плечи­ма ДК

Рисунок 5.3 – Еквівалентна схема ДК для синфазного сигналу

Еквівалентну схему ДК для синфазного сигналу можна розглядати як схему з резистором  у колі зворотного зв’язку (рис.5.3), тому коефіцієнт передачі синфазного сиг­налу одним плечем схеми

Цей вираз може використовуватись для визначення опору .

ДК може використовуватись як фазоінверторний каскад, для цього необхідно закоро­тити за змінним струмом вхід 3, лишивши на ньому тільки напругу зміщення. У цьому випад­ку одна половина напруги на вході 1 створю­ється між базою та емітером першого транзис­тора, а друга - між емітером i спільною точ­кою. Таким чином, змінні напруги  пер­шого та другого транзисторів рівні, але про­тилежні за фазою, відповідно і змінні напруги на колекторах цих тран­зисторів рівні й протилежні за фазою.

При достатньо великому  можна вважати постійною суму емітерних струмів . При цьому їх різниця

.

У свою чергу, відносний приріст вихідного струму

.                                  (5.1)

Відомо, що струм емітера є експоненціальною функцією напруги :

,

де  - зворотний струм насичення,  - температурний потенціал .

Напруга  першого транзистора , а другого . У випадку симетрії схеми ; , де - диференціальна різницева напруга.

Підставляючи значення напруг  та  у вираз для емітерного струму, отримаємо емітерні струми  та . Підстав­ляючи їх у вираз (5.1), отримаємо

                                     (5.2)

При зміні аргументу від  до  гіперболічний тангенс змінюється від -1 до +1. Тому  змінюється від  до , де  - сума емітерних струмів.

Із виразу (5.2) випливає, що диференціальний каскад можна вико­ристовувати як амплітудний обмежувач. Наприклад, при

.

Отже, при амплітуді різницевого сигналу, що дорівнює приблизно  і більше, має місце обмеження амплітуди вихідного струму. При менших рівнях він працює як лінійний підсилювач.

З виразу (5.2) також випливає, що ДК можна використовувати як регульований каскад, підсилення якого змінюється залежно від струму .

Як вже зазначалося, збільшення резистора  необхідне для покращення симетрії схеми ДК. Але в той же час зрозуміло, що збіль­шення  викликає підвищення падіння напруги на ньому за рахунок протікання сталої складової емітерних струмів. Тому замість резисто­ра  у схему вмикають транзистор. Така схема має назву генератора стабільного струму (ГСС). Це один з каскадів інтегральної схемотехні­ки, які широко використовуються. ГСС будуються на біполярних чи по­льових структурах (рис.5.4) і можуть використовуватись як нелінійні еквівалентні високоомні навантажувальні опори або джерела фіксованих струмів.

Рисунок 5.4 – ДК з генератором стабільного струму

Заміна у схемі резистора  транзистором дозволяє при не­змінності опору постійному струму забезпечити для змінного струму опір, більший на

1-2 порядки. Для забезпечення режиму транзистора служить коло , при цьому  використовується у діодному ввімкненні. У цьому колі протікає струм , який викли­кає падіння напруги на переході база-емітер  у діодному ввімкненні. Якщо знехтувати стру­мом бази транзистора , то можна вважати, що