Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Ual Ue,

Рис. 4.35. Дифференциальный усилитель с отрицательной обратной связью по току:

с 1

Коэффициент дифференциального усиления .4п = - - при Rr - .

2R£ S

Дифференциальное сопротивление гу = 2(гд£ +

МОЖНО обеспечить с помощью одного резистора. При отсутствии сигнала по этому резистору в отличие от схемы, приведенной на рис. 4.34, не будет протекать ток. В связи с этим с его помощью можно варьировать коэффициент усиления без изменения величины выходного потенциала при отсутствии сигнала.

4.7.4. НАПРЯЖЕНИЕ РАЗБАЛАНСА

У двух транзисторов при равных токах 1с напряжения база-эмиттер Ugs отличаются незначительно. Поэтому разность выходных напряжений не в точности равна нулю при Uo = 0. Напряжение разбаланса Uo представляет собой разность входных напряжений, которую необходимо приложить для того, чтобы выполнялось равенство Ual = и 2- Если использовать пару транзисторов, выполненную в едином кристалле, и хорошо подобранную пару

коллекторных сопротивлений, то типовое значение напряжения разбаланса будет находиться в пределах нескольких милливольт. В некоторых случаях эта величина может быть больше. Имеются различные возможности приведения к нулю напряжения разбаланса дифференциального усилителя (рис. 4.36).

Если необходим только один вход, то к другому входу можно приложить постоянное напряжение и тем самым скомпенсировать напряжение разбаланса. Для этой цели служит потенциометр Р. Для удобства установки малых напряжений дополнительно подключают необходимый делитель напряжения Если требуются оба входа, то различие между напряжениями, эмиттер-база устраняют с помощью эмиттерных сопротивлений. Для этого служит потенциометр Pi. Правда, одновременно он обеспечивает отрицательную обратную связь по току аналогично резистору изображенному на рис. 4.35. Если это нежелательно, то сопротивление потенциометра выбирается меньше, чем 1/S. Третья возможность выравнивания напряжений база-эмиттер состоит в том, чтобы обеспечить различные значения коллектор-

lOOOR

Рис. 4.36. Дифференциальный усилитель с установкой нуля.

ного тока. Для этого служит потенциометр ?2. Если, например, установить движок этого потенциометра ближе к левому выводу, то сопротивление резистора в коллекторе 7 будет больше, чем такое же сопротивление в цепи Т,. Благодаря этому оба напряжения станут равными и коллекторный ток Т2 будет меньше, чем коллекторный ток Т,. Таким образом, Ube2 уменьшится по отношению к Ubi- тим способом можно отрегулировать напряжение разбаланса до нуля. Для компенсации первоначального напряжения разбаланса, составляющего, например, 3 мВ, необходимо обеспечить, согласно формуле (4.40), отношение токов при отсутствии сигнала, равное

Ici/Ic2 = е = 1,12.

Установка ну!ля с помощью потенциометра Р2 удобнее, чем такая же регулировка с использованием Р,. Поэтому потенциометр Р2 иногда выводят на панель управления.

Дрейф напряжения разбаланса

При неизменном коллекторном токе и повышении температуры напряжение база-эмиттер каждого транзистора уменьшается на 2 мВ на каждый градус. Это эквивалентно тому, что напряжение синфазного сигнала величиной 2 мВ на градус прикладывается ко входу дифференциального усилителя, построенного на транзисторах с нулевым температурным коэффициентом. Оно появляется на выходе усиленным в Ад, раз как дрейф выходного напряжения. Чем больше ослабление синфазного сигнала, тем меньше дрейф выходного напряжения. Следовательно, температурный дрейф Ube усиливается значительно меньше, чем разность входных напряжений. На этом основано применение дифференциальных усилителей в качестве усилителей постоянного тока. , При равных коллекторных токах два транзистора одного типа никогда не имеют абсолютно одинаковых температурных коэффициентов. В связи с этим наряду с напряжением синфазного сигнала появляется разностное напряжение дрейфа.

которое по сравнению с величиной 2 мВ на градус может быть уменьшено на несколько порядков. Как и полезный сигнал, оно усиливается в А, раз. Для получения малого дрейфа необходимо, чтобы два наиболее близких по своим параметрам экземпляра транзисторов работали при одинаковой температуре. Наиболее просто это реализуется с помощью пары транзисторов, выполненных в едином кристалле (сдвоенных монолитных транзисторов). В то время как в паре отдельных транзисторов дрейф напряжения разбаланса достигает 100 мкВ/К, в сдвоенных транзисторах он составляет 0,1-1-5 мкВ/К.

Температурный коэффициент напряжения база-эмиттер незначительно зависит от коллекторного тока. Он уменьшается на 200 мкВ/К при увеличении тока в 10 раз, т.е. напряжение Ube возрастает на 60 мВ. Следовательно, дрейф напряжения разбаланса изменяется на 3,3 мкВ/К, если вариация Ube составляет 1 мВ. На основании этого можно несколько уменьшить дрейф напряжения разбаланса дифференциального усилителя путем выбора величин коллекторных токов, незначительно отличающихся друг от друга. Однако при этом напряжение разбаланса нельзя регулировать путем изменения коллекторных токов, так как может увеличиться дрейф.

4.8. ИЗМЕРЕНИЕ НЕКОТОРЫХ

ПАРАМЕТРОВ

ПРИ МАЛОМ СИШАЛЕ

Параметры транзистора при малом сигнале в принципе можно определить по их вольт-амперным характеристикам. Однако в ряде случаев использование характеристик не обеспечивает требуемой точности или является затруднительным. Поэтому приведем некоторые схемы, при помощи которых можно непосредственно измерить важнейшие параметры транзистора с помощью переменных напряжений. На рис. 4.37 приведена схема для измерения коэффициента усиления по току р при малых сигналах, входного сопротивления ГвЕ, а также крутизны S.

Требуемое значение коллекторного тока при отсутствии сигнала устанавливается

Рис. 4.37. Схема для измерения усиления по току, крутизны и входного сопротивления.

С помощью резистора Л, обеспечивающего рассмотренную в разд. 4.2.5 отрицательную обратную связь по току, тогда как эмиттер подключен к общей точке по переменному току через конденсатор Q. В связи с этим AUbe = ве- Используя измеренные значения переменных составляющих токов ig и гс, получим

vcea

VcEA

VcEA

Установив рабочую точку, при ube = О найдем

С целью вариации напряжения коллектор-эмиттер можно включить источник переменного напряжения и источник постоянного напряжения последовательно. Однако проще всего использовать источник пульсирующего напряжения, содержащего переменную и постоянную составляющие (рис. 4.38).

Рис. 4.38. Схема для измерения выходного сопротивления и обратной крутизны.

Путем измерения переменной составляющей тока базы Ib можно определить обратную крутизну:

С£

При этом необходимо, чтобы наноампер-метр в базовой цепи был достаточно низ коомным; тогда условие Ube - const, T.t. Ube = О, не нарушается.

4.9. ШУМЫ ТРАНЗИСТОРА

Вследствие теплового движения электронов в каждом резисторе возникает напряжение шума, полоса частот которого простирается от низких до высоких частот. Шум называется белым , если спектральная плотность мощности шума dPJdf не зависит от частоты. Это условие в первом приближении выполняется для шума резисторов. Для спектральной плотности мощности шума резисторов справедливы соотношения

АРМ= Рг/в = т

где fc-постоянная Больцмана, Т-абсолютная температура. При комнатной температуре

4itr = 1,6-10- Вт-с. Поскольку при белом шуме спектральная плотность мощности шума не зависит от частоты, то мощность шума Р, пропорциональна полосе частот:

Р, = 4кТВ.

При согласовании по мощности в нагрузку поступает четверть этой мощности. Исхода из мощности шума, можно рассчитать напряжение шума холостого хода:

Ur = = ]/4kTBR. (4.43)

Величина шума транзисторов обычно пере-считывается с помощью коэффициента шума в эквивалентную величину внутреннего сопротивления Rg источника напряжения сигнала. При этом сам транзистор предполагается бесшумным. Коэффициент шума F показывает, на какое число необходимо умножить мощность шума в резисторе чтобы на выходе бесшумного транзистора получить такую же мощность шума, что и в реальной цепи. Итак, положим, что в Rg возникает мощность

U%Rg = AkTBF.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.