Способы улучшения характеристик ДУ

Основные характеристики ДК:

напряжение смещения U_0см;

входные токи I_{вх1, вх2};

входное сопротивление R_вх; - U

коэффициент усиления дифференциального и синфазного сигнала А_uдиф, А_Uсинф и

КООС;

частотные характеристики.

Для увеличения коэффициента усиления по напряжению можно вести еще один ДК, но при этом увеличивается фазовый сдвиг.

Напряжение смещения связано с разностью падений напряжений на р-п-переходах входной пары транзисторов вследствие чего через них протекают разные эмиттерные (коллекторные) токи. Рассогласование коллекторных токов можно снизить, применяя эмиттерные сопротивления (эмиттерная отрицательная обратная связь, см. схему выше (1)). При этом уменьшается эффективная крутизна каскада. Правда, рассогласование собственно эмиттерных сопротивлений может ухудшить согласование коллекторных токов. Для согласования коллекторных токов на 1% требует согласованности эмиттерных сопротивлений гораздо лучше этой величины.

Включение эмиттерных сопротивлений также улучшают температурную стабильность ДК (до +/-3-10 мкВ/град).

R_Б

R_Э

R1 (1) (2)

Для снижения DU_K из-за эффекта модуляции ширины базы

Вставляют R_Э (около 70 кОм).

, А_Uсинф=-R_K/(2R₁+R_Э)»0,5, Здесь R_KÝ, Þ

ÞА_Uдиф=5000

А_Uдиф=R_K/2(R_Э +r_Э)»30-100.

Но входное сопротивление снижается от 250 до 50ком

Использование активной нагрузки (токового зеркала (2)) в качестве коллекторной нагрузки. Такой вариант обеспечивает высокое значение сопротивления нагрузки, благодаря этому коэффициент усиления достигает 5000 и выше (без внешней нагрузки, которая должна иметь большой импеданс). Для запитки транзисторов используют источники тока в каждой цепи (Э,Б,К).

I_Б

I_Б

Низкий КООС, много входных транзисторов.

Использование составных транзисторов Дарлингтона (3) (либо комплементарный вариант) позволяет увеличить входное сопротивление до 10-20 МОм и снизить входные токи до 5-10 нА, но при этом хуже согласование, поэтому лучше использовать каскодноевключение. (4)

Для увеличения коэффициента усиления используют составные транзисторы, правда, повышаются требования к идентичности, поскольку ухудшается напряжение смещения. Частотные характеристики тоже будут хуже.

(3)

Составные транзисторы лучше по DI_вх, R_вх (с к-том b²)

Лучший составной вариант – каскодная схема:Þ ß

+15

R_н

(4)

+3 Т2

I_K

R_и

Т1

Эффект Миллера. Транзистор имеет усилительные свойства, небольшой сигнал на входе порождает на коллекторе сигнал в А раз больший, на коллекторе инвертированный. Для источника сигнала емкость С_КБ в (А_U+1) раз больше, чем при подключении такой емкости между базой и землей. Емкость обратной связи ведет себя как конденсатор емкостью С_КБ(А_U+1), подключенный между входом и землей. Эффективное увеличение емкости К- перехода называется эффектом Миллера. Он играет основную роль в спаде усиления на высокихчастотах.

Эффект Миллера можно устранить, используя усилительный каскад с ОБ. Чаще для этой цели применяют каскодное включение транзисторов, кроме того, каскоды дают хорошие результаты и для точности согласования. +U

Распространенный вариант ДУ:

I₁=I₂, I₃=I₄

I_B5=I_B6 Т3 Т4 Т7

I_E5=I_E6

I_E5=I_B3+I_B4, I_E6=I_B7

I_B7=I_B3+I_B4 Т5 Т6

I_K7=I₃+I₄=I₂+I₁=I₀

-U -U

T1 T2

I₀

Перечисленные выше варианты построения ДУ с изменением параметров схемы обусловлены, главным образом, требованиями ко входным каскадам операционных усилителейОУ

Дата добавления: 2014-01-06