|
Схема предполагает близкие по параметрам транзисторы Т1 и Т2 и равные R к1 и R к2. При этом мост сбалансирован, напряжение на коллекторах при отсутствии входных сигналов нулевое:
U вых = Uвых1 – U вых2 = 0
В реальных условиях из-за различия параметров транзисторов в схеме имеется дрейф, но он разностный, а потому небольшой. Особенно это относится к усилителям на микросхемах, поскольку в этом случае расхождение параметров минимально.
|
|
При отсутствии входных сигналов (U вх = 0), эмиттерный ток делится поровну между транзисторами. Токи I э1 и I э2 определяются входными токами покоя:
(7.31)
При равенстве эмиттерных токов будут равны токи коллекторов.
I к1 = I к2 = a (I э/2)» I э/2
и напряжения на коллекторах:
U к1 = U к2 = U бал» E к1 – (I э R к/2)
Это состояние покоя. При подаче входного сигнала на вход 1, растет ток базы Т1, растут и токи I э1 и I к1, а токи I э2 и I к2 уменьшаются. Изменение токов происходит на одну и ту же величину, поскольку ток I э остается постоянным. Напряжение на коллекторе Т1 уменьшается: U к1 = E к1 – I к1 R к1, а на коллекторе Т2 растет: U к2 = E к1 – I к2 R к2. На выходе появляется напряжение
U вых = U к2 – U к1 = D U к2 + D U к1 = 2 D U к (7.32)
где D U к2 и D U к1 - приращения коллекторных напряжений (Рис.64).
а) б)
Рис. 64. Диаграмма напряжений дифференциального усилителя: а) входной сигнал отсутствует; б) при наличии входного сигнала.
Заметим, что по отношению к входному сигналу D U к1 отрицательно (вход инвертирующий), а D U к2 - положительно (вход не инвертирующий) При подаче сигнала на второй вход изменение выходных напряжений будет происходить с обратным знаком. Входной ток каскада при равных параметрах транзисторов и подаче сигнала между базами будет равен:
(7.33)
Входной ток создает приращение коллекторных токов D I к1 = b I вх и напряжений на коллекторах:
D U вых1,2 = D I к R к = b I вх R к
Подставив это выражение в уравнение для I вх и поделив его на e г, получим:
(7.34)
Полученный коэффициент усиления примерно равен половине коэффициента усиления одиночного каскада.
При подаче на входы дифференциального сигнала (U вх1 и U вх2 разной полярности), получим:
|
|
U вых = K uд (U вх1 + U вх2) (7.35)
При подаче синфазного сигнала на входы (U вх1 и U вх2 одной полярности), будем иметь:
U вых = K uд (U вх1 - U вх2) (7.36)
|