Дифференциальные усилители с генераторами стабильного тока

Схема ДУ с генератором стабильного тока на биполярных транзисторах показана па рис. 7.9, а. Такую схему имеет интегральный ДУ типа К118УД1. ГСТ выполнен на биполярном транзисторе VT3. Режим работы транзистора и, следовательно, ток в его коллекторной цепи определяются делителем R’R в цепи базы VD и резистором термостабилизации R3 в цепи эмиттера.

Дифференциальные усилители с генераторами стабильного тока

Рис. 7.9. Схема ДУ с генератором стабильного тока (а) и

выходные характеристики токостабилизирующего транзистора (б)

В качестве диода VD в интегральных ДУ обычно используется транзистор в диодном включении.

Большое динамическое и малое статическое сопротивления ГСТ обусловлены характером зависимости коллекторного тока от коллекторного напряжения транзистора VT3, отображаемой выходными характеристиками БТ (рис. 7.9, б). При токе IК0 и напряжении UКЭ0 статическое сопротивление равно Rc = UКЭ0/IК0, а динамическое ri= 1/h22э = ?UКЭ/?IК. Ввиду малого наклона выходных характеристик к оси тока IК при сравнимых значениях UКЭ0 и ?UКЭ приращение тока ?IК значительно меньше его стационарного значения IК0. Поэтому ri » R0.

В интегральных ДУ и интегральных усилителях других типов в качестве ГСТ широко используются диодно-транзисторные структуры, называемые отражателями тока или токовыми зеркалами.

Простейшая схема отражателя тока дана на рис. 7.10. Она содержит два идентичных БТ, у которых эмиттерные переходы соединены непосредственными связями.

Дифференциальные усилители с генераторами стабильного тока

Рис. 7.10. Схема отражателя тока натранзисторах типа n – p – n

При одинаковых площадях эмиттерных переходов транзисторов VT1 и VT2 эмиттерные токи IЭ1 и IЭ2 равны между собой, вследствие чего ток I2 оказывается равным току I1. Если первый каскад данной схемы считать входным, а второй — выходным, то из равенства I2 = I1 следует, что выходной ток I2 повторяет или отражает входной ток I1. Отсюда и название «отражатель тока» или «токовое зеркало». Отражатель тока является дуальной схемой по отношению к повторителю напряжения. Он имеет малое входное и большое выходное сопротивления.

Эмиттерные токи IЭ1 и IЭ2 отличаются друг от друга, если эмиттерные переходы транзисторов VT1 и VT2 находятся под разными напряжениями UБЭ1и UБЭ2 или если площади эмиттерных переходов различны. Из этого следует, что, изменяя геометрию транзисторов VT1 и VT2 или создавая различия в напряжениях эмиттерных персходовUБЭ1и UБЭ2, можно изменитькоэффициентпередачи отражателя тока.

Увеличение площади эмиттерного перехода транзистора VT2 достигается увеличением линейных размеров перехода этого транзистора или использованием в качестве VT2 многоэмиттерного транзистора (рис. 7.11, а). При этом для БТ типа п—р—п практически удается получить коэффициент передачи в пределах 1…10.

Чтобы создать различные напряжения на эмиттерных переходах, в эмиттерные цепи транзисторов включают резисторы R1 и R2 (рис. 7.11, б). Соответствующим выбором сопротивления резистора R2 можно получить коэффициент передачи отражателя тока в пределах 0,1…0,9.

Дифференциальные усилители с генераторами стабильного тока

Рис. 7.11 Способы обеспечения требуемого

коэффициента передачи тока в токовом зеркале

Дифференциальные усилители с генераторами стабильного тока

Рис. 7.12. Схемы отражателей тока на транзисторах типа р—п—р

Ряд разновидностей отражателей тока может быть создан на БТ типа р—п—р. Например, отражатель тока, показанный на рис. 7.12, а, аналогичен отражателю тока, приведенному на рис. 7.10. Вместо многоэмиттерного транзистора в отражателях тока на БТ типа р—п—р для увеличения площади коллекторного ЭДП может использоваться многоколлекторный транзистор (рис. 7.12, б).

Основные свойства диодно-транзисторных структур зависят от идентичности входящих в них элементов, а также от возможности изменять геометрические размеры этих элементов. Свойства отражателей тока обусловлены технологией производства ИМС и не могут быть реализованы в дискретной технике.

ДУ удобно использовать в качестве усилителей с регулируемым коэффициентом усиления. Регулировка коэффициента усиления осуществляется путем изменения напряжения базы одного из транзисторов VT1 или VT2 либо тока I1 транзистора VT3 (см. рис. 7.9, а). В первом случае усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT3, а во втором— на базу одного из транзисторов VT1 или VT2 (база второго транзистора при этом соединяется с корпусом) .

Случайные записи:

Лекция 40. Генератор тока.


Похожие статьи:

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.