4.3. Улучшенные варианты ис-ду

Описанный выше ИС-ДУ с простой схемой является усилителем среднего качества. Его входное сопротивление не превышает не­скольких десятков килоом, а дифференциальный коэффициент усиле­ния находится в пределах 10.Последнее обусловлено тем, что в режиме микротоков резко уменьшается коэффициент усиления тока базы.В высококачественных ИС-ДУ применяются более сложные схемы, обеспечивающие лучшие параметры. Имеется много улучшенных разновидностей схем ИС-ДУ. Ниже приводится краткое описание некоторых вариантов улучшенных схем ДУ. Более полно и подробно они описаны в работах [7,8].

4.3.1 Модифицированная схема Дарлингтона

Модифицированная схема Дарлингтона показана на рис. 4.12. Входные транзисторы этого ДУ выполнены составными: V1, V2на входе 1иVЗ, V4 на входе 2.Из дискретной электроники извест­но, что общий коэффициент усиления составного транзистора

_  _V1 · _V2,

что позволяет получить высокое входное сопротивление (сотни килоом).Дополнительные цепи утечки токов эмиттеров первых транзис­торов (V1, V3), состоящие из резисторов R3, R4 (с малым со­противлением) и диодаV5, стабилизируют входное сопротивление, уменьшая его вариации при колебаниях температуры. ИС-ДУcсос­тавными транзисторами на входе имеет повышенные напряжение смещения нуляU_см0и его температурный дрейф, а также более высокий уровень шума. Поэтому такой ИС-ДУ чаще применяется во втором кас­каде усилителей, состоящих из нескольких каскадов. При этом при­нимаются меры для уменьшенияU_см0и стабилизации входного сопро­тивления, для чего вводят дополнительные элементы и изменяют схему. Составные транзисторы использованы в отечественных уси­лителях К153УД1 А, Б (второй каскад), К140УД2 А, Б (первый и второй каскады).

4.3.2. Сложная схема ис-ду с активной нагрузкой

На рис. 4.13приве­дена сложная ДУ, использующаяся в последних моделях высококачественных усилителей. Этот ДУ имеет сложное включение усилительных транзисторовV2, V4 (левое плечо),V3, V5 (правое плечо). Входные эмиттерные повторители (V2,V3) работают в режиме микротоков, обеспечивая большое входное диффе­ренциальное сопротивлениеR_вх.д,малую входную емкость и малое выходное сопротивлениеR_вых. Для получения большого R_вх.д иK_U  требуется большое значениетранзисторов V2, VЗ, при этомR_вых эмиттерных повторителей практически мало отличается отr_э(приR_ист = 0):

.

Это сопротивление является сопротивлением источника сигнала для последующей ступени ДУ, в которой транзисторы V4,V5 p-n-p-ти­па включены по схеме ОБ. Сумма токов базI_б0транзисторов V4,V5 и коллекторовI'₀транзисторов V2,V3 (I_б0+I '₀= I₀) стабилизируется сложным ГСТ, работа которого будет рассмотрена в следующем разделе. На рис. 4.13 ГСТ представлен условно. Каскады ОБ (V4,V5) имеют очень большое выходное сопротивление (R_i = r_k), около 1 Мом. При идентичности параметровV4, V5 общая точка баз по высокой частоте имеет нулевой по­тенциал ("заземлена"), так как из-за высокой симметрии плеч раз­ность сигналов в точке а близка к нулю. В качестве высокоомных нагрузок усилительных каскадов ОБ (на транзисторахV4, V5)ис­пользуются каскады ОЭ на транзисторахV7,V8,имеющие эквива­лентное внутреннее сопротивлениеr_кэна уровне сотен килоом. Ин­тегральные резисторы R1, R3небольшой величины увеличивают внут­реннее сопротивление каскадов ОЭ (V7,V8).Эти же резисторы ис­пользуются для балансировки ДУ.

Применение высокоомных активных нагрузок (каскадов ОЭ в ка­честве нагрузки) позволяет получить большой коэффициент усиления дифференциального сигнала K_дбез высокоомных резистивных дорожек, занимающих большую площадь кристалла.

Так, при легко достижимых значениях r_кэ = 100кОм,_p-n-p = 5,_ = = 40мкА,_т = 26мВ получается_д = 300 [7]. С несим­метричного выхода снимается полный дифференциальный сигнал.