Расчет дифференциального усилителя
Найдем рабочий ток ДУ:
I0= = 20,14 мкА (2.1)
Теперь рассчитаем параметры эквивалентной ТС (эквивалентных транзисторов Т*2 и Т*6):
h11 Т2* Т6* = = 0,55 МОм (2.2)
S Т2* Т6* = = 0,129 (2.3)
h22 Т2* Т6* = = 0,025 мкСм (2.4)
Рассчитаем вначале номинал резистора R4 , а затем значение синфазного входного сопротивления.
R4 = ln = 5,034 кОм (2.5)
= 309,8 МОм (2.6)
R2 = = 50.43 кОм (2.7)
Найдем внутреннее сопротивление источника, возбуждающего транзистора Т7. Т.к. формула довольно сложная, разобьем ее на некоторые составляющие, отдельно найдем эти части, а потом и само сопротивление.
= 113600 Ом (2.8)
Rb = [ ( + R1) h21(T3) ] = 487300 кОм (2.9)
Ri= = 32,59 кОм (2.10)
Теперь найдем выходную проводимость ДТС на транзисторах Т3,Т4,Т7:
h*22(T7)= = 40,66 нСм (2.11)
Теперь есть возможность найти выходное сопротивление ДУ.
RвыхДУ= = 10.99 Мом (2.12)
Для дальнейшего расчета ДУ необходимо начать расчет формирователя амплитуды нашего ОУ.
Найдем коэффициент передачи дифференциального усилителя:
Kд = = 105,574 (2.13)
Косс = 20lg = 140,52 дБ (2.14)
Рассчитаем статические параметры ДУ. Для этого примем равно 0,1.
Uсм0 = φт∙ = 2,6 мВ (2.15)
Iвхс = = 0,047 мкА (2.16)
𝛥 Iвхср= Iвхср ∙ = 0.0047 мкА (2.17)
Примем обычную температуру, при которой будет работать наш ОУ 300К.
𝛥 𝛥 Iвхср= 𝛥 Iвхср/T = 42.67 пА/К (2.18)
Найдем значение резистора R5, стоящего на выходе.
R5 = = 8, 82 кОм (2.19)
Расчет формирователя амплитуды
Для этого примем значения некоторых нужных нам величин:
h21(т15)= h21(т13)=82
n = = 37,968 (3.1)
Найдем номинал резистора R6:
R6 = = 93,91 кОм (3.2)
Найдем входные сопротивления транзисторов Т13 и Т15, необходимые для дальнейшего расчета:
h11(т13) = 2∙m1∙φт∙ = 244,3 кОм (3.3)
h11(т15) = m1∙φт∙ = 6,435 кОм (3.4)
Теперь есть возможность найти эквивалентное сопротивление нагрузки, входное сопротивление нагрузки, коэффициент передачи повторителя на транзисторе Т13.
Rнп=R6‖( h11(т15)+R7∙( h21(т15)+1)) = 7,471 кОм (3.5)
Rвхп= h11(т13)+ Rнп∙( h21(т13)+1) = 864,4 кОм (3.6)
Kп=1- h11(т13)/ Rвхп = 0,717 (3.7)
Найдем входную проводимость ФА, тем самым получим возможность продолжить расчет ДУ:
GвхФА=1/ Rвхп = 0,147 мкСм (3.8)
Найдем выходное сопротивление повторителя на транзисторе Т13:
Rвыхп(т13) = ‖ R6 = 55,44 кОм (3.9)
h22(т15)= = 2,485 мкСм (3.10)
Теперь нам надо найти выходную проводимость эквивалентной ТС на транзисторе Т15 и R7:
h*22(т15)= = 2.42 мкСм (3.11)
Теперь найдем крутизну ТС, выходную проводимость транзистора Т`14:
S*(т15) = = 0,01 А/В (3.12)
h22(т`14) = = 4,97 мкСм (3.13)
С учетом входной проводимости ЭП найдем вторую составляющую коэффициента передачи ФА, а затем и сам Kфа.
K`фа = = 1344 (3.14)
Kфа = K`фа Kп = 963,967
Теперь найдем коэффициент передачи всего ОУ:
Кu = Кфа Кд Кэп = 100,4 В/мВ (3.15)
Как видно, с помощью правильно подобранных параметров мы добились нужного коэффициента передачи нашего ОУ, поэтому никакого пересчета делать не надо.