(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология  Рис. 14.6. Дифференциальный усилитель с кас-годной схемой. месгаую отрицательную обратную связь в отдельных каскадах. Для этой цели в схему введены резисторы R, с помощью которых реализуется отрицательная обратная связь по току. Она приводит к уменьщению крутизны S входных транзисторов: £ + 1/S (14.6) Отсюда видно, что крутизна тем больше зависит от сопротивления отрицательной обратной связи, чем больще R по сравнению с 1/S . Кроме того, при введении обратной связи повыщается граничная частота крутизны. Подставив выражение (14.5) в (14.6), получим частотную характе- ристику S: 1 +}Ws(SIS)-] (14.7) Отсюда следует, что больше f: f=fsil+SR,)=fs{S/S}. (14.8) Рассмотрим числовой пример расчета описанной схемы дифференциального усилителя. Пусть необходимо получить ширину полосы, равную 100 МГц. Частоту среза выходного фильтра нижних частот /с выбирают примерно равной граничной частоте /j. При последовательном соединении п фильтров нижних частот результирующая граничная частота приближенно равна /, (l/lA)/,. (14.9) В данном случае отсюда следует, что fs xfc X 100 МГц\/2х 150 МГц. Суммарное значение внутренних емкостей транзистора и паразитных емкостей монтажа должно составлять 6 пФ. На основании этого определим величину коллекторного сопротивления Rc = l/27i/cCs % 180 Ом. Чтобы при таком малом коллекторном сопротивлении можно было обеспечить заданный коэффициент усиления по напряжению, необходима высокая крутизна, т.е. большой коллекторный ток. Его предельное значение определяется рассеиваемой мощностью транзисторов и снижением частоты /г при увеличении коллекторного тока. Выберем 1с = 10 мА, тогда 1/S = = Uj/Ic ~ 3 Ом. Для получения существенной обратной связи выберем Rg 1/S. Для значения i?£, равного 15 Ом, получим S = 1/(3 Ом -I- 15 Ом) = 56 мА/В. 1/18 Ом = При этом коэффициент усиления по напряжению для низких частот будет равен Ad = .i/( .i + e2) = - VzS-Rc = - 5. Теперь уже ясно, что с помощью широкополосного усилительного каскада с отрицательной обратной связью можно получить лишь достаточно малое усиление по напряжению. Кроме того, следует отметить, что полевые транзисторы для усиления напряжения непригодны, поскольку их крутизна слишком мала. Для повышения входного сопротивления дифференциального усилителя можно использовать полевой транзистор в качестве истокового повторителя. Из соотношения (14.8) можно получить необходимое значение граничной частоты fs входных транзисторов: fs = {S/S)fs = (3 Ом/18 Ом) 150 МГц = = 25 МГц. Следовательно, частота /7- должна превышать 250 МГц. Таким частотным диапазоном уже обладают низкочастотные транзисторы, однако они непригодны для использования в широкополосных усилителях, поскольку их внутренние емкости слишком велики. Существуют различные способы расширения частотного диапазона усилителей, основанные на введении в схему фильтров верхних частот. Можно, например, использовать нейтрализацию обратной связи по току, подключив конденсатор между эмит-терными выводами транзисторов Ti и 7. В рассмотренном примере для нижней граничной частоты 100 МГц необходимая емкость корректирующего конденсатора должна составлять 53 пФ. Другой способ состоит в повышении полного коллекторного сопротивления вблизи граничной частоты, что можно осуществить, включив последовательно с коллекторным сопротивлением соответствующую индуктивность. Этот метод называется L-коррекцией. В рассмотренном примере величина индуктивности должна быть порядка 0,3 мкГн. 14.5.2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ИНВЕРТОРОМ Схема широкополосного дифференциального усилителя, очень похожего на описанный ранее, изображена на рис. 14.7. Входные каскады усилителей идентичны. Для расширения полосы пропускания необходимо, чтобы коллекторные потенциалы входных транзисторов оставались неизменными. Это условие выполняется при использовании отрицательной обратной связи, реализованной с помощью резистора Rc во втором дифференциальном каскаде на транзисторах Г3 и 7. Их базовые выводы являются точками суммирования, для которых изменения напряжения оказываются достаточно малыми [14.2]. Выходное переменное напряжение в схеме равно Ual = RC±CI = /2S;Rc(Uel - Uel). Резистор обратной связи Rc используется также для усиления напряжения. Ре- 1 t4 [/?2 o-ir Re Re > Рис. 14.7. Дифференциальный усилитель с инвертором. зистор Rl служит для установки коллекторного потенциала. Выбрав его величину одного порядка с сопротивлением Rc, получим UaX = V -(Ic,+Ic,)R,. Обе рассмотренные схемы могут применяться в качестве усилителей постоянного напряжения в широкополосных осциллографах. При использовании в схеме усилителей транзисторов с полосой пропускания порядка нескольких гигагерц и соответствующем расчете схемы может быть получена полоса частот, превышающая 500 МГц [14.3]. 14.5.3. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С КОМПЛЕМЕНТАРНОЙ КАСКОДНОЙ СХЕМОЙ Как мы уже видели, один каскад широкополосного усилителя может обеспечить коэффициент усиления, немного превышающий 10. Поэтому приходится соединять последовательно большое число каскадов. Поскольку такие каскады оказываются связанными по постоянному напряжению, возникает проблема несоответствия потенциалов покоя входов и выходов соединяемых каскадов. Это приводит к последовательному возрастанию потенциалов покоя каждого последующего каскада, что существенно ограничивает возможное число соединяемых каскадов. 1>1 1 ijj 2 i-) Рис. 14.8. Дифференциальный усилитель с комплементарной каскодной схемой. Подобный недостаток может быть устранен, если в выходном каскаде каскодной схемы дифференциального усилителя (рис. 14.6) применить р-и-р-транзистор (рис. 14.8). Входной и выходной потенциалы можно выбрать равными нулю. Как было показано в разд. 14.5.1, граничная частота схемы определяется граничной частотой крутизны fg входного транзистора, охваченного отрицательной обратной связью по току, тогда как выходной каскад имеет существенно больщую граничную частоту X fj. Следовательно, во втором каскаде рассматриваемой схемы дифференциального усилителя (рис. 14.8) можно использовать р-и-р-транзистор, как правило, с меньшей граничной частотой по сравнению с граничной частотой п-р-п-транзистора. Потенциал базы Vb второго каскада определяет потенциал коллекторов входного дифференциального усилителя в соответствии с соотнощением Vc\ = Vg + + 0,7 В. При этом через резистор Ri течет постоянный ток, равный 1 = /С1 + сз = у* -Vg- 0,7 В При увеличении коллекторного тока Ici коллекторный ток 1 уменьшается. Таким образом, справедливо следующее соотношение для коллекторных токов: /сз = - / Это равенство, за исключением знака, выполняется и в обычной каскодной схеме. Сопротивление рассчитывают так, чтобы при заданном коллекторном токе потенциал покоя на выходе был равен нулю. Для этого сопротивление R2 должно иметь значительно большее значение, чем это допустимо с точки зрения ширины полосы. Поэтому предполагается, что сопротивление Rc можно выбирать свободно, поскольку на нем отсутствует падение постоянного напряжения. Для коэффициента усиления по напряжению, как и в схеме на рис. 14.6, справедливо соотношение А = Uar/{ 17,1 - и,2) = - v2 S {Rc IIR2). 14.5.4. ДВУХТАКТНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ В описанных ранее схемах широкополосных усилителей при работе в режиме большого сигнала передний и задний фронты выходных сигналов имеют различную крутизну. Это связано с тем, что нарастание тока в транзисторах, как правило, происходит быстрее, чем спад. Для получения одинаковой крутизны фронтов сигнала можно использовать двухтактный режим работы, при котором усилитель состоит из противоположно включенных транзисторов. При этом положительный и отрицательный фронты сигнала формируются в различных плечах усилителя.
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. |