4.3.7. Реакция двухкаскадного оитун на большой входной сигнал.

При подаче на вход дифкаскада на Рис. 4.8 большого ступенчатого дифференциального сигнала, весь режимный ток течет в одном из входных транзисторов,или.

Рассмотрим оба случая.

(1). Режимный ток течет в. Потенциалы узлаD и затвора увеличиваются. Транзистор, имеющий большую крутизну, переходит в режим с большими начинает генерировать очень большой ток, способный за кратчайшее время разрядитьдо потенциала. Однако скоростьизменения выходного напряжениязависит не только от возможности транзисторагенерировать большой ток, но и от величины тока, перезаряжающего левую обкладку конденсатора:.

Поскольку ток через постоянен, то. Учитывая также, где– коэффициент усиления второго каскада, имеем:

(4.47а)

С учетом неравенства выражение (4.47а) упрощается:

(4.47b)

или (4.47с)

Итак, несмотря на предполагаемые почти неограниченные возможности второго каскада разряда конденсатора до, переходной процесс определяетсяограниченным режимным током дифкаскада.

(2). Режимный ток течет в. При небольшом уменьшении(всего лишь натранзистора) транзисторзакрывается, и заряжение конденсаторав направлениипроизводится постоянным током. Как и в предыдущем случае, процесс разрядкизависит от, поскольку токперезаряжает левую обкладку. В правую обкладкудолжен втекать (вытекать) токкак минимум величины, но противоположного знака. Если, то весь токрасходуется на перезарядку только правой обкладки, и ничего не остается для зарядки, а ведьименно это второй каскад должен делать. Очевидно, что должен быть больше, и нагрузказаряжается током, равным:

(4.48)

Приведенное рассуждение годится для начального введения в проблему и показывает, что и в этом случае процессы перезарядки нагрузочного конденсатора зависят от режимного тока дифкаскада.

Проведем анализ с помощью эквивалентной схемы на Рис. 4.11.

Рис. 4.11. Эквивалентная схема перезарядки конденсатора нагрузки постоянным током в режиме большого сигнала.

Уравнения Кирхгофа для эквивалентной схемы на рис. 4.11:

(1) (4.49а)

(2) (4.49b)

(3) (4.49с)

Подразумевается, что ,иявляются функциями от.

Очевидно, что эквивалентная схема на Рис. 4.11 является упрощенной и корректна только для постоянного тока перезарядки и. В этом случае напряжение напостоянно, и его из эквивалентной схемы для переменных напряжений можно исключить. В этом случае подходит еще более простая эквивалентная схема на Рис. 4.12.

Рис. 4.12. Упрощенная эквивалентная схема перезарядки конденсатора нагрузки постоянным током в режиме большого сигнала.

Уравнения Кирхгофа:

(1) (4.50а)

(2) (4.50b)

Результат решения: (4.51а)

Если пренебречь небольшой емкостью , то:

(4.51b)

Последнее равенство подтверждает первоначальные качественные рассуждения.