6 Дәріс 6. Дифференциалдық күшейткіш

Дәріс мазмұны:

– тұрақты ток күшейткіші (ТТК);

– дифференциалдық күшейткіш

Дәріс мақсаты:

– ТТК- ң ерекшелігін меңгеру: дрейфтың себебі мен олардың азаю тәсілдері;

– дифференциалдық күшейткішті меңгеру;

–дифференциалдық күшейткіш жұмыс режімін меңгеру.

6.1 Ттк ерекшеліктері

ТТК сигналдары аз өзгеретін күшейтке қызмет етеді, сигналының жиілігін қосқанда.

ТТК ерекшеліктері:

а) потенциалдарды келісу қажеттілігі.

Реактивті элементтер негізінде (конденсаторларды, индуктивтілікті, трансформаторларды) қолдануға болмайды, олар тұрақты сигналдардан құралады, сондықтан әртүрлі бөлімдегі потенциалдар сұлбасын (каскадттар арасында, кіріс сигналының генераторымен, және жүктеме кезінде) келістіру қажет;

б) ТТК –інде дрейфтік кернеудің болуы.

Нөлдік деңгейдегі дрейф дегеніміз - кірісі тұйықталғанда ( ) шығыс сигналы жалған болады.

Шығыс кернеу дрейфы дегеніміз- – тың өзгеру шамасы, ал –шамасы өзгермейди,бір тәуліктегі бағаланатын өзгеріс.

Кернеу дрейфінің пайда болуы себебі нестабильность источников питания;

1. сұлба элементтеріның тозуы;

2. транзистор параметрлерінің өзгеруі (инжекциондық құрамының өзгеруінен);

3. температуралық тәуелділік.

ТТК –де дрейфті азайту тәсілдері

Қорек көзінің тұрақтығын қолдану;

1. теріс кері байланысты қолдану;

2. термокомпенсация мен термостабилизацияны қолдану;

3. түрлендіргіш күшейткіштерде МДМ (модуляция-демодуляциясын) қолдану;

4. тұрақсыз арнайы ТТК сұлбаларында қолданады.

5. температуралық дрейф үлкен тұрақсыздықтан туындайды, олар I_ко, мен β, өзгеруіне байланысты, сондықтан кремнилік транзистор таңдалады, өйткені кремний транзисторының тогы германидің жылулық тогынан аз. Термостабилизация сұлбасында КТБ қолданылады. (3.5- сурет, 3.6).

Термокомпенсация сұлбаларында терморезисторлар, стабилитрон және түзеткіш диодттар қолданылады. (3.8 - сурет).

6.2 Дифференциалдық күшейткіш

6.2.1 Дифференциалдық күшейткіш сұлбасы (ДК)

Дифференциалдық күшейткіш (6.1-сурет) кіріс сигналдарын айырымын күшейтеді, бұл дифференциалдық сигнал деп аталады.

Өрістік немесе биполярлық транзисторлардан жасалады.

ДК балансталған көпір яғни екі ТТК ортақ эмиттер жүктемесімен R_э, және параллельді-балансты каскад. Көпір иығы: R_к1 = R_к2 және VT₁ мен VT₂ транзисторлары, олар идентичны біркелкі болу керек.

Бір диагоналына қорек ал екіншісіне R_н жүктемесі қосылған. Қорек каскады екі көзден E_к = E_э, яғни барлық кернеу қорегімен орындалады.

VT₁ мен VT₂ эмиттері потенциялы жалпы нүктеде салыстырмалы түрде азаяды,бұл кезде потенциялдар келісуі қажет емес.

Абсолютті симмериялы дискретті транзисторды алу өте қиын, өйткені ДК сапалы интегралды микросхемаларда құрылады.

6.2.2 Дифференциалдық күшейткіштің жұмыс істеу режімі (ДК)

ДК жұмыс режімін қарастырайық:

а) тыныштық режімі (кіріс сигналының көзі жерге тұйықталған) , сонымен тең.

Осы тұста , онда мынадай тұжырым жасауға, болады.

Екі транзисторда активті режімде жұмыс жасайды. Тыныштық тогы ағады , олар R_к1 мен R_к2 бірдей кернеу құлауын тудырады, сонымен, , R_н түсіреді, .

Сұлба артықшылығы:

• Потенциалдарды келістіру үшін ЭДС көзін қамтамассызету керек емес;

• дрейф нөлі азаяды.

Мысалы, қорек кернеуінің тұрақсыздық дрейфін қарастырайық.

Егер Е_к ұлғайса, онда коллектор тогыда ұлғаяды , ал кернеу коллекторы бір шамаға ғана өзгереді және .

б) кіріс сигналдар режімі. Сигналды үш түрде қарастыруға болады:

1 ) кіріс сигналы база арасында қосылған (6.2 -сурет), е_с>0.

Мұнда , . Коллектор тогының өсуі 0< ,

кернеу өсуі

0> ; . Эмиттер тогының өзгеруі коллектор тогының өзгеруін тудырады 0< , ортақ эмиттер тогы мынадай , сонда, – эмиттер тогы тұрақты, , ;

2 ) ДК - тің сигналы бір кірісне қосылады, ал басқа кірісі жерленеді (6.3-сурет). Кірісі дифференциалдық деп аталады.

, ,

, , .

тұрақты құраушы бойынша кері байланыс есебінен эмиттер тогы тұрақты.

Мұнда, , , , ;

3 ) екі кіріс сигналына қосылған және екі тәуелсіз көзінен (6.4 – сурет). Мұнда суперпозиция принципі орынды.

, мұнда K – ДК күшейткіш коэффициенті.

Шығыс сигналын коллектор арасында (симметриялы шығыс) және коллектордың бірінде (симметриялы емес шығыс) түсіруге болады.