11.5.2. 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 рис. 11.7 и в особых комментариях не нуждается, такая схема включения применяется при каскадировании ДУ.

Рис. 11.7. Схема включения ДУ «симметричный вход и выход».

Схема включения ДУ несимметричный вход и симметричный выход рассматривалась ранее (см. рис. 10.9).

Схема включения ДУ симметричный вход и несимметричный выход приведена на рис. 11.8.

Рис. 11.8. Схема включения ДУ «симметричный вход - несимметричный выход».

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 резисторовв ДУ часто используют транзисторы, выполняющие функции динамических нагрузок. В рассматриваемом варианте включения ДУ целесообразно использовать в качестве динамической нагрузки так называемоетоковое зеркало, образованное транзисторами и(рис. 11.9).

Рис. 11.9. Схема ДУ с токовым зеркалом.

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 – эмиттервозникает приращение тока, практически равное, поскольку в ДУ плечи симметричны. В рассматриваемый момент времени на базу транзистораподается 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. подразд. 10.4).

11.5.3. 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 переходови(), и разбросом номиналов резисторови(). Для этих напряжений можно записать:

,

.

Зависимость от температуры представляется еще одним точностным параметром – температурной чувствительностью. Температурная чувствительностьимеет 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 , токсоздает на нем падение напряжения, действующее как синфазный входной сигнал. Хотя и ослабленное враз, 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.