1.Усовершенствованные дифференциальные усилители отличаются тем что их параметры наиболее приближены к идеальным, т.е высокая стабильность работы, малый дрейф нуля, большой коэффициент усиления дифференциального сигнала и большой коэффициент подавления синфазных помех и низкий уровень шумов, бесконечное входное сопротивление, нулевое выходное сопротивление, бесконечная полоса пропускания.

Малошумящий дифференциальный усилитель для применения в многоэлементных ФПУ на основе КРТ-фоторезисторов

В большинстве практических случаев ДУ используется как входной каскад многокаскадных усилительных ИС. Поэтому при разработке ДУ стремятся реализовать в нем значительное входное сопротивление для дифференциального сигнала. Одной из разновидностей таких устройств является ДУ на составных транзисторах, принципиальная схема которого приведена на рис. 14. Здесь ИСТ изображен символически.

Рис.14

Другой разновидностью ДУ с повышенным входным сопротивлением является усилитель на полевых транзисторах. На рис. 15 приведена принципиальная схема одного из вариантов ДУ на МДП-транзисторах. Здесь использованы МДП-транзисторы с и-каналом, который может быть и встроенным, и индуцированным. Подложки МДП-транзисторов могут быть соединены со своими истоками или с общей шиной.

2 Биполярные транзисторы.

Б иполярным транзистором называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий в своей структуре два взаимодействующих p-n-перехода и три внешних вывода, и предназначенный, в частности, для усиления электрических сигналов. Термин “биполярный” подчеркивает тот факт, что принцип работы прибора основан на взаимодействии с электрическим полем частиц, имеющих как положительный, так и отрицательный заряд, - дырок и электронов.   Структура транзистора, изготовленного по диффузионной технологии, приведена на рис . 3.1. Как видно из рисунка, транзистор имеет три области полупроводника, называемые его электродами, причем две крайние области имеют одинаковый тип п роводимости, а средняя область - противоположный. Структура транзистора, приведенная на рис. 3.1, называется n-p-n-структурой. Электроды транзистора имеют внешние выводы, с помощью которых транзистор включается в электрическую схему. Одна из крайних областей транзистора, имеющая наименьшие размеры, называется эмиттером (Э). Она предназначена для создания сильного потока основных носителей заряда (в данном случае электронов), пронизывающего всю структуру прибора (см. рис 3.1). Другая крайняя область транзистора, называемая коллектором (К), предназначена для собирания потока носителей, эмиттируемых эмиттером. Поэтому коллектор имеет наибольшие размеры среди областей транзистора. Средняя область транзистора называется базой (Б). Она предназначена для управления потоком носителей, движущихся из эмиттера в коллектор. Между электродами транзистора образуются p-n-переходы. Переход, разделяющий эмиттер и базу, называется эмиттерным переходом (ЭП), а переход, разделяющий базу и коллектор, - коллекторным переходом (КП). Наряду с транзисторами n-p-n- структуры, существуют транзисторы с симметричной ей p-n-p-структурой, в которых используется поток

3 Дифференциальные усилители переменного напряжения.

Дифференциальный усилитель представляет собой схему, предназначенную для усиления разности напряжений двух входных сигналов. Такие усилители просто реализуются в виде монолитных ИС и широко выпускаются промышленностью: К118УД, КР198УТ1 и др. Их отличает высокая стабильность работы, малый дрейф нуля, большой коэффициент усиления дифференциального сигнала и большой коэффициент подавления синфазных помех. В идеальном случае выходной сигнал не зависит от уровня каждого из входных сигналов и определяется только их разностью. Когда уровни сигналов на обоих входах изменяются одновременно, то такое изменение входного сигнала называют синфазным: дифференциальный (или разностный) усилитель обладает высоким коэффициентом ослабления синфазного сигнала (КОСС). Диапазон изменения синфазного входного сигнала задает допустимые уровни напряжения, относительно которого должен изменяться входной сигнал. Дифференциальный усилитель используют в тех случаях, когда слабые сигналы можно потерять на фоне шумов. Например, при измерении электрических потенциалов различных точек человеческого тела, снятии электрокардиограммы и т.д. На рисунке 2.65 представлена основная схема самого простого дифференциального усилителя. Любой ДУ выпол­няется по принципу сбалансированного моста, два плеча которого образованы резисторами R_к1 и R_к1 , а два других — транзисторами Т1 и Т2. Сопротивление нагрузки включается между коллекторами транзисторов, т. е. в диагональ моста. Питание ДУ осуществляется от двух источников, напряжения которых равны (по модулю) друг другу. Использование второго источника (—Е) позволяет снизить потенциалы эмиттеров Т1 и Т2 до потенциала общей шины. Это обстоятельство дает возможность подавать сигналы на входы ДУ без введения дополнительных компенсирующих напряжений. При анализе работы ДУ принято выделять в нем два общих плеча, одно из которых состоит из транзистора Т1 и резистора R_к1 (и R₀₁), второе —из транзистора Т2 и резистора R_к2(и R₀₂). Каждое общее плечо ДУ является каскадом ОЭ. Таким образом, можно заключить, что ДУ состоит из двух каскадов ОЭ. Принцип действия дифференциального усилителя заключается в том, что он усиливает дифференциальный сигнал и преобразует его в несимметричный сигнал с которыми работают обычные схемы. Достигается это тем, что синфазные сигналы, приходящие на входы 1 и 2 относительно земли в одном из транзисторов вызывают увеличение тока в цепи, а в другом - уменьшение, причем на одну и ту же величину, так что получается, что общий ток не изменится вовсе. Следовательно, на выходе сигнала не будет. Дифференциальный усилитель синфазный сигнал не просто не усиливает, а не пропускает на выход. Полезный сигнал, подаваемый на входы дифференциального усилителя должен быть разной полярности. При хорошо подобранных транзисторах в дифференциальном усилителе синфазный сигнал подавляется в десятки тысяч раз, такого же порядка может достигать и общий коэффициент усиления.