Lektsionnye_materialy_osen_2013 (1) / 21 ГСТ и его применение в ДУ

21 Генератор стабильного тока и его применение в схеме дифференциального каскада

Недостатком ДК, выполненного по простейшей схеме является низкое значение коэффициента ослабления синфазного сигнала. Повышение значения этого коэффициента может быть достигнуто за счет увеличения сопротивления резистора R₀, что ведет к уменьшению коллекторных токов и к ухудшению усилительных свойств ДК. Избежать этого противоречия можно за счет включения в эмиттерную цепь схемы, называемой генератором стабильного тока (ГСТ).

Схема ГСТ способна создать требуемое значение тока I₀ при относительно невысоком напряжении источника питания Е_п–. В то же время она является высокоомным источником постоянного тока, т. е. двухполюсником, в котором ток I₀ не зависит от приложенной к нему разности потенциалов, в том числе и от потенциала U_э эмиттеров транзисторов в схеме ДУ. Данное обстоятельство обеспечивает высокое значение дифференциального сопротивления R₀ и, соответственно, высокое значение коэффициента ослабления синфазного сигнала.

На рисунке 1 приведена типовая схемная конфигурация, выступающая в роли ГСТ.

Рисунок 1. Типовая схемная конфигурация ГСТ

Основным функциональным звеном, обеспечивающим стабильное и определенное значение тока I₀, является выходная цепь транзистора VT₃, включенного по схеме ОЭ_F. Выходное дифференциальное сопротивление R₀ этих схем велико, так как в роли R₀ выступает выходная цепь каскада ОЭ_F, в котором присутствует дополнительная ОС, обусловленная незаземленностью базовой цепи транзистора VT₃. В результате

R₀ = R_{вых оэF} = (1 + g_21F R_F) / g_22F,

где g_21F, g_22F – значение параметров g₂₁ и g₂₂ в условиях заземленности цепи базы, при этом g_21F = g₂₁ / F_об и g_22F = g₂₂ / F_об; F_об = 1 + g₁₁R_б; R_б = R1 R2/(R1 +R2). Так в схеме на рисунке 1 при I₀ =5 мА и R_F = 1 кОм рассчитанное значение динамического выходного сопротивления R₀ достигает 3,5 МОм. При R_к = 1 кОм и таком сопротивлении R₀ коэффициент ослабления синфазного сигнала приближается к значению, равному 10⁶ (120 дБ).