![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Схемотехника аналоговых электронных устройств Учебное пособие
- •Содержание
- •1. Введение
- •2. Усилительные устройства на транзисторах
- •2.1. Классификация усилительных устройств
- •2.2. Основные технические показатели и характеристики уу
- •2.3. Методы анализа линейных усилительных каскадов
- •2.4. Активные элементы уу
- •2.4.1. Биполярные транзисторы
- •2.4.2. Полевые транзисторы
- •2.5. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с оэ
- •Проведя анализ схемы, найдем, что
- •2.6. Термостабилизация режима каскада на биполярном
- •2.7. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с об
- •2.8. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с ок
- •2.9. Усилительный каскад на полевом транзисторе с ои
- •2.10. Термостабилизация режима каскада на пт
- •2.11. Усилительный каскад на полевом транзисторе с ос
- •2.12. Временные характеристики усилительных каскадов
- •2.12.1. Метод анализа импульсных искажений
- •2.12.2. Анализ усилительных каскадов в области малых времен
- •2.12.3. Анализ усилительных каскадов в области больших времен
- •2.12.4. Связь временных и частотных характеристик усилительных
- •2.13. Простейшие схемы коррекции ачх и пх
- •3. Усилители с обратной связью
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Последовательная оос по току
- •3.3. Последовательная оос по напряжению
- •3.4. Параллельная оос по напряжению
- •3.5. Параллельная оос по току
- •3.6. Дополнительные сведения по ос
- •3.6.1. Комбинированная оос
- •3.6.2. Многокаскадные усилители с оос
- •3.6.3. Паразитные ос в многокаскадных усилителях
- •4. Усилители мощности
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Классы усиления
- •4.3. Однотактные ум
- •4.4. Двухтактные ум
- •5. Усилители постоянного тока
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Способы построения упт
- •5.3. Дифференциальные усилители
- •5.4. Схемы включения ду
- •5.5. Точностные параметры ду
- •6. Операционные усилители
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Основные параметры и характеристики оу
- •6.3. Инвертирующий усилитель
- •6.4. Неинвертирующий усилитель
- •6.5. Разновидности уу на оу
- •6.6. Коррекция частотных характеристик
- •7. Аналоговые устройства различного назначения
- •7.1. Регулируемые усилители
- •7.2. Усилители диапазона свч
- •7.3. Устройства формирования ачх
- •7.3.1. Активные фильтры на оу
- •7.3.2. Гираторы
- •7.3.3. Регуляторы тембра и эквалайзеры
- •7.4. Аналоговые перемножители сигналов
- •7.5. Компараторы
- •7.6. Генераторы
- •7.7. Устройства вторичных источников питания
- •8. Специальные вопросы анализа аэу
- •8.1. Оценка нелинейных искажений усилительных каскадов
- •8.2. Расчет устойчивости уу
- •8.3. Расчет шумовых характеристик уу
- •8.4. Анализ чувствительности
- •8.5. Машинные методы анализа аэу
- •9. Заключение
- •Список использованных источников
5.4. Схемы включения ду
Можно выделить четыре схемы включения ДУ: симметричный вход и выход, несимметричный вход и симметричный выход, симметричный вход и несимметричный выход, несимметричный вход и выход.
Схема включения ДУ симметричный вход и выход приведена на рисунке 5.7 и в особых комментариях не нуждается, такая схема включения применяется при каскадировании ДУ.
Схема включения ДУ несимметричный вход и симметричный выход рассматривалась ранее (см. рисунок 4.9).
Схема включения ДУ симметричный вход и несимметричный выход приведена на рисунке 5.8.
Такая
схема включения ДУ применяется в случае
необходимости перехода от симметричного
источника сигнала (либо симметричного
тракта передачи) к несимметричной
нагрузке (несимметричному тракту
передачи). Нетрудно показать, что
дифференциальный коэффициент усиления
при таком включении будет равен половине
при симметричной нагрузке. Вместо
резисторов
в ДУ часто используют транзисторы,
выполняющие функции динамических
нагрузок. В рассматриваемом варианте
включения ДУ целесообразно использовать
в качестве динамической нагрузки так
называемое токовое
зеркало,
образованное транзисторами
и
(рисунок 5.9).
При
подаче на базу транзистора
положительной полуволны гармонического
сигнала
,
в цепи транзистора
(включенного
по схеме диода) возникает приращение
тока
.
За счет этого тока возникает приращение
напряжения между базой и эмиттером
,
которое является приращением входного
напряжения для транзистора
.
Таким образом, в цепи коллектор - эмиттер
возникает приращение тока, практически
равное
,
поскольку в ДУ плечи симметричны. В
рассматриваемый момент времени на базу
транзистора
подается
отрицательная полуволна входного
гармонического сигнала
.
Следовательно, в цепи его коллектора
появилось отрицательное приращение
тока
.
При этом приращение тока нагрузки ДУ
равно
,
т.е. ДУ с отражателем тока обеспечивает
большее усиление дифференциального
сигнала. Необходимо также отметить, что
для рассматриваемого варианта ДУ в
режиме покоя ток нагрузки равен нулю.
При несимметричном входе и выходе работа ДУ в принципе не отличается от случая несимметричный вход - симметричный выход. В зависимости от того, с какого плеча снимается выходной сигнал, возможно получение синфазного или противофазного выходного сигнала, как это получается в фазоинверсном каскаде на основе ДУ (см. подраздел 4.4).
5.5. Точностные параметры ду
К точностным параметрам ДУ относятся паразитные напряжения и токи, имеющие место в режиме покоя, но оказывающие влияние на качество усиления рабочего сигнала.
В
реальном ДУ за счет асимметрии плеч на
выходе устройства всегда присутствует
паразитное напряжение между выходами.
Для сведения его к нулю на вход (плеча)
необходимо подать компенсирующий сигнал
- напряжение смещения нуля
,
представляющее собой кажущийся входной
дифференциальный сигнал.
Напряжение
порождается, в основном, разбросом
величин обратных токов эмиттерных
переходов
и
(
),
и разбросом номиналов резисторов
и
(
).
Для этих напряжений можно записать:
,
.
Зависимость
от температуры представляется еще одним
точностным параметром - температурной
чувствительностью. Температурная
чувствительность
имеет размерность мкВ/град и определяется
как разность ТКН эмиттерных переходов
транзисторов плеч и уменьшается
пропорционально уменьшению
.
Следующим
точностным параметром ДУ является ток
смещения
,
представляющий собой разбаланс (разность)
входных токов (токов баз транзисторов).
Протекая через сопротивление источника
сигнала
,
ток смещения создает на нем падение
напряжения, действие которого равносильно
ложному дифференциальному сигналу. Ток
смещения можно представить как
.
Средний
входной ток
также является точностным параметром
ДУ. Его можно представить как
.
Протекая
через
,
ток
создает
на нем падение напряжения, действующее
как синфазный входной сигнал. Хотя и
ослабленное в
раз,
оно все же вызовет на выходе ДУ разбаланс
потенциалов.
Температурные
зависимости тока смещения и среднего
входного тока можно учесть через
температурную зависимость
.
Отметим, что обычно
.
В
ДУ на ПТ основным точностным параметром
является
,
которое обычно больше, чем в ДУ на БТ.
В настоящее время ДУ представляют собой основной базовый каскад аналоговых ИМС, в частности, ДУ является входным каскадом любого операционного усилителя.