2.1.1 Дифференциалдық күшейткіштің жұмыс істеу режимдері.

Дифференциалдық күшейткіш (2.1суретті қара) дифференциалдық деп аталатын кіріс сигналдарының айырмасын күшейтеді. Оны биополярлық және униполярлық транзисторларда құрастыруға болады. Олар параллель-баланысты каскад немесе теңестірілген көпір болып табылады. Ортақ R_э эмиттерлік кедергілі екі тұрақтыток күшейткішінде құрастырылады.

К оллекторлық жүктемелер  R_к1 = R_к2. Бірдей  VT₁ және  VT₂ транзисторлары R_к1 және R_к2 резисторларымен бірге бір диоганалына Е_к қуат көзі, ал екіншісіне  R_н-жүктеме қосылған көпір иығы болып келеді.

Каскад екі көзден  E_к = E_э, қуат алады, яғни қорытқы қуат.

 көмегі арқылы ортақ нүктеге қатысты эмиттерлердің потенциалы  VT₁  және  VT₂ азаяды, осы кезде потенциалдарды келістіру қажеттілігі керек болмайды.

Дискретті транзисторларда абсолюттік   симметрияны   алу   қиын,        

                                                    сондықтан ДК интегралдық микросұлба-

         2.1 сурет                            ларда құрастырылады.

 

ДК мүмкін жұмыс режимдерін қарастырайық:

а) Тыныштық режимі  ДК екі кірісі де жермен қысқа тұйықталған, яғни   .

База  - эмиттер тыныштық кернеу минусі  U_э   тең.  Өз кезегінде эмиттердегі кернеуі  _.

Осыдан базадағы кернеу е .

Екі транзистор да ашық активті режимде жұмыс істейді. Тыныштық токтары   ағып жатыр.  Олар  R_к1 және  R_к2 бірдей кернеу түсуін тудырады, осыдан   .   кернеу с R_н алынады.   .

Эмиттер токтары   I_э1= I_э2;  I_э = I_э1+ I_э2.

Сұлбаның артықшылықтары:

-       ЭҚК теңестіруші көзі керек емес;

-       қуат кернеуінің тұрақсыздығы мен температураның тұрақсыздығынан  дрейф азаяды. Мысалы,  Е_к кернеу немесе қоршаған орта температурасын арттырған кезде коллекторлардағы кернеудің өсімді бірдей   шамалары жағынан да, таңбасы жағынан бірдей, ендеше   Δ .

б) Кіріс сигналды режим. Сигналды берудің үш тәсілін қарастыралық:

1) сигнал е_с>0 транзисторлар базаларының арасына беріледі (2.2 суретті қара). Сонда,   , .

Коллекторлық токтар өсімшелері  0< , коллекторлық кернеулер өсімшелері 0> . Шығыс кернеуі   .

Коллектор тогының өзгерісін эмиттер тогы өзгерісі тудырады  0< , жалпы эмитттер тогы   , осыдан,   эмиттер тогы тұрақты.

Эмиттерде кернеу өсімшесі жоқ,  U­_Э  де тұрақты.  Яғни, тұрақты құраушы бойынша кернеу тұрақтану орын алады, айнымалы құраушы бойынша кері байланыс жоқ.

 

                                                 2.2 сурет

 

2) сигнал базалардың біреуіне беріледі, ал екіншісіне жермен қосылған  (2.2 суретті қара). Мұндай кіріс дифференциалдық кіріс деп аталады.

База тогы артады   . Осыдан коллектор тогы да   мен   эмиттер тогы да   артады. Колектордағы кернеу     азаяды.  Эмиттерлік токтар қосындысы    тұрақты. Осыдан,  ,  ,  . Шығыс кернеу, алдыңғы жағдайдағы сияқты  ;

3) сигналдар бір-біріне тәуелсіз көздерден екі кірісіне    және    берілген  (2.2 суретті қара).  Бұл жерде суперпозиция қағидасы орындалады.

        

2 .1.2 Тұрақты ток генераторлы диффузиялық күшейткіш.

Кіріс сигналдарының айырмасы дифференциалдық сигнал деп аталады. Синфазалық сигнал-екі кірісте де бір уақытта әсер ететін сигнал, мысалы, кернеу көзі, температура немесе тағы басқа өзгергеннен кейінгі сигнал, яғни бөгет, оның әсерін азайту қажет. Синфазалық сигнал (СС) әсерін азайту үшін эмиттер тогын 2.3-сурет                              2.3 сурет                                               тұрақтандыру   керек.   Екі  кіріс  син-     

 

фазалық кернеу әсер етсін делік, ол  I_к1 және  I_к2, коллектор токтарын күшейтуге тырысады, ал олардың қосындысы I_э тең тұрақты шама. Яғни, коллектор тогы артпайды, коллектор кернеулері және шығыс кернеуі өзгермейді. Эмиттер тогын тұрақтандыру үшін эмиттерлік кедергіні   арттыруға болады, бірақ ол кезде кернеу көзін де арттыру керек, оны өзгертудің керегі жоқ.   орнына ток көзін немесе транзисторлардағы тұрақты ток генераторын (ТТГ) (2.3 суретті қара).

ТТГ сызбаны:  VT₃-транзисторы, VD-диод, R₁, R₂, R₃ - резисторлары және қуат көзі  – Е_э кіреді.

I_э тогы дифференциалды күшейткіш транзистор элементтеріндегі  VT₁ және VT₂ токтар қосындысы болып табылады және ол тұрақты ток генераторынан  VT₃ беріледі.

ТТГ сұлбасы  – ортақ базалы сұлба бойынша құрылған күшейткіш. База берілетін  VT₃ ығысуы  R₁, VD, R₂ бөлгіші арқылы беріледі.  VD диод телекомпенсация үшін қызмет көрсетеді,  орындалады.

 

 R₁>> R₂, R_э шарты орындалуы керек. R₁ арқылы жүретін  ток  тұрақты, R₁ үлкен температураға тәуелсіз. Кирхгофтың 1-заңы бойынша   .

Температура артқан кезде  VT₃ кіріс сипаттамасы солға жылжиды, яғни элементтер тогы  I_э3. артады. Осымен біруақытта  VD диод кедергісі кемиді,  I₂, ток артады, осыдан  I₁ ‑ I₂ тең болатын I_б3  тогы кемиді. I_к3 = a I_б3 да азаяды. Сонымен, дифференциалды күшейткіштің элементтер тогы  I_э  тұрақты болып сақталып қалады.

 I_э  аналитикалық жолмен табалық.

 I_б3 << I_э және  I_э3 = I_к3 = I_э,

онда    .                                                                              (1.1)

Деп есептуге болатындықтан, онда   I_б3 << I₁, то I₁ = I₂.

 2.3-суреті бойынша

.                                                                                 (1.2)

Одан (1.1), ендеше    табамыз  I_э

,

ескере отырып   I_э ток температураға аз ғана тәуелді,  ТТГ талап ететін болып табылады.