Дифференциальный каскад

Виды связей и дрейф нуля в усилителе

Выходное сопротивление

Используя теорему об эквивалентном генераторе, т.е. источники напряжения, обрываем, а источники тока закорачиваем. Таким образом, получаем R _вых =R _к = 10³ ом.

 

При построении усилительных каскадов, работающих в классе А на вход усилителей подается U_вх, U_см, в выходной цепи U_вых, U_ком. Все эти источники могут быть гальванически развязаны, однако это не целесообразно. Одним из возможных вариантов может быть (рис. 2.12).

Напряжение U_см и U_комп. формируется резисторами R₁R₂, R₃R₄ подключенными к источнику E_k1. Недостатком такой схемы является то, что нет общей точки у источника и нагрузки, что нередко затрудняет применение такого усилителя

 

Рис.2.12.

Этот недостаток может быть преодолен в усилителе с двумя разнополярными источниками питания (рис 2.13.).

 

 

Рис.2.13.

Общим недостатком схем является то, что через источник сигнала проходит ток базы покоя.

В режиме покоя имеем

, поскольку в режиме покоя стремятся получить

U_вых =0, то выполнив ряд преобразований можно получить.

, При передаче полезного сигнала Uвх часть его теряется на делителе, т.е. . Характерной особенностью усилителя является режим дрейфа нуля самопроизвольное изменение выходного сигнала при входном сигнале равном нулю.

Возможность появления дрейфа нуля может быть вызвана различными факторами: это и нестабильность источников питания, параметров транзистора, старение схемы.

Пример

Изменение Э.Д.С. приводит к появлению приращения Э.Д.С., которое через R₁ R подается на базу транзистора, а это значит уменьшается потенциал коллектора, а так как К_u много больше 1, то приращение напряжения коллектора будет значительно больше, чем приращение Е_к и на выходе будет отрицательное приращение – сигнал дрейфа.

Увеличение температуры – I_кбо увеличивается, β увеличивается, т.е. I_к увеличивается. Потенциал коллектора снижается, появляется отрицательное приращение – сигнал дрейфа.

U_{др.вых.мах} – максимальный выходной сигнал, определяемый дрейфом

Таким образом, как видно введение обратных связей не всегда приводит к положительному результату.

В курсе ТАУ Вы будете более подробно изучать свойства усилителей с обратными связями и различные критерии, при помощи которых возможно определять устойчивость усилителей. По этому мы только остановимся на критериях, которые позволяют это делать.

При рассмотрении каскада с ОЭ обнаружен ряд трудностей, возникающих при создании усилителей. Первое – при стабилизации режима покоя с помощью сопротивления R_э происходит значительное снижение коэффициента усиления каскада в результате действия ООС. Второе – при связи каскадов друг с другом коэффициент усиления уменьшается за счет потерь на резисторных элементах для исключения этого снижения К необходимо применять схемы со сложным источником питания. Третье в усилителях имеется дрейф нуля.. Эти недостатки частично или полностью исключаются в дифференциальном каскаде.

Простейшая схема такого усилителя приведена на рис. Транзисторы V1,V2 и резисторы R_k1, R_k2 образуют мост, в одну диагональ которого включен источник питания, а в другую – нагрузка. Дифференциальный каскад иногда называют параллельно-балансным каскадом. Высокие показатели каскада могут быть достигнуты только при высокой симметрии моста. Таким образом, каскад строится на основе ИМС.

Рис. 2.14.