Тема 7. Дифференциальный усилитель

Рис 1. (вверху). Зависимость коэффициента усиления от частоты. Рис 2.(внизу). Упрощенная схема дифференциального усилителя постоянного тока. Он построен по мостовой симметричной схеме из одинаковых транзисторов и равных коллекторных сопротивлений. Питается от двух полярного источника питания с 3-мя выводами (+,0-общ и -).или от двух 2-х полюсных одинаковых источника питания ЕК=ЕЭ. («минус» первого источника соединяется с «плюсом» второго и подключается к общей шине ┴) Запомните: в ДУ добиваются высокой стабильности тока эмиттера. Входные сигналы изменяют сопротивления транзисторов, при этом происходит перераспределение токов коллекторов, т.е. ток в одном плече вырастает, а в другом уменьшается на эту же величину. Эмиттерный ток при этом не меняется. С дифференциального выхода снимается усиленная разность входных напряжений

В усилителях в интегральном исполнении применяют непосредственную связь между каскадами. Такие усилители могут усиливать сколь угодно медленно из- меняющиеся сигналы и даже сигналы постоянного тока и поэтому получил' название усилителей постоянного тока.

Современные усилители постоянного тока усиливают сигналы в очень широком спектре частот и относятся к разряду широкополосных усилителей. Типичная зависимость коэффициента усиления от частоты в усилителе с непосредственной связью показана на рис. 1. Как видно из графика верхняя граничная частота полосы пропускания определяется частотой, на которой коэффициент усиления вследствие шунтирующего действия паразитных емкостей транзисторов и нагрузки уменьшается в √2 раз. Недостатком усилителей с непосредственными связями является изменение выходного напряжения режима покоя (дрейф нуля) вследствие нестабильности напряжения питания, температуры и других факторов. Эффективным способом уменьшения дрейфа нуля в таких усилителях является применение дифференциальных усилительных каскадов.

Дифференциальный усилительный каскад представляет собой симметричную двухтранзнсторную схему с объединенными эмиттерами, имеющую два входа и предназначенную для усиления только разности двух входных сигналов (рис 2). Выходной сигнал можно снимать либо с коллектора одного из транзисторов (), либо в виде разности напряжений между коллекторами обоих транзисторов -

При симметричном выходе (между коллекторами) схема позволяет в значительной степени уменьшить дрейф нуля выходного сигнала. Действительно, если резисторы и транзисторы в обеих плечах будут абсолютно одинаковы, то токи в каждом плече схемы будут равны

(при Uвх = 0): . Уровни напряжения на каждом выходе будут одинаковы: ; и

Дифференциальные усилители применяются в измерительных схемах, а также в качестве основного звена в операционных усилителях