Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
it = ielH2 = 0 (9.54)
Таким образом, напряжение на общем резисторе ut равно нулю, и каждый усилитель как бы соединен с «землей». Коллекторные напряжения определяются по формулам:
U1=-(Rc/ReK (9-55)
U2 =-(Rc/ReK (9.56)
Выходное напряжение ud является разностью между коллекторными напряжениями:
ud = U1 - u2 = -(Rc / RJ(U11 - U12) = -(Rc I ReK (9-57)
где uld - дифференциальное входное напряжение, вычисляемое как:
Um = U11-U12 (9.58)
Усиление дифференциального входного напряжения имеет точно такое же значение, как усиление любого из двух отдельно взятых усилителей пары. Коэффициент дифференциального усиления Gd равен:
Gd = -Rc/Re
(9.59)
[214] 9. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
При расчете выходного сопротивления предположим, что внутреннее коллекторное сопротивление транзистора гс велико и им можно пренебречь. Значит, единственный способ связать два выхода - добавить в схему два последовательно включенных коллекторных резистора. Они и дают полное дифференциальное выходное сопротивление:
Zd = 2Rc (9.60)
Рассмотрим теперь, что произойдет, если приложить одинаковые напряжения к каждому из входов усилителя, то есть
U11=U12 (9.61)
Эта величина получила название напряжение синфазного сигнала, чтобы отличать ее от дифференциального напряжения. Из условия симметрии эмиттерные токи тоже одинаковы, что позволяет записать:
iel = ie2 ' (9-62) Ток через общее сопротивление будет равен:
i, = iel + ie2 (9.63) Входные напряжения можно рассчитать по формулам:
U11 = RA1+ Ra-(R. +2RX1 (9-64)
ui2 = Reie2 + Rtit = (Re + 2Rt)ie2 (9.65)
а выходные представить в следующем виде:
„, =-RA|=-RA|=--A|_ (9.66)
Выходные напряжения равны. Если обозначить синфазное входное напряжение через uic, то синфазное выходное напряжение ис будет равно:
Коэффициент усиления Gc в синфазном режиме составит:
Обычно сопротивление R1 намного больше Re, которое либо мало, либо вообще отсутствует. Это означает, что Gc « Gd. Данная особенность помогает устранить помехи, так как они возникают на двух входах одновременно и, следовательно, представляют собой синфазный сигнал.
9.9. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Г2Ї5І
В смесителях радиостанции NorCal 4OA сигнал ц подается только на один вход, а второй вход подключен к «земле». В этом случае можно считать, что имеется как дифференциальный входной сигнал uid, который равен
«и-Ц (9.70)
и является разностным сигналом двух входов, и синфазный сигнал uic, представляющий среднее значение сигналов двух входов:
Можно также рассчитать дифференциальное выходное напряжение:
ud = Gduid = GdUi (9.72)
а синфазное выходное напряжение записать в виде:
uc = GcUic = GcUi/2 (9.73)
Это и есть среднее значение двух выходных напряжений, которое будет намного меньше дифференциального выходного напряжения.
9.9. Полевые транзисторы
Кроме биполярных транзисторов существует еще одна большая группа элементов - униполярные транзисторы. Наиболее распространенным представителем этой группы является полевой транзистор. Как уже говорилось, управление рабочими режимами биполярного транзистора производится посредством изменения входного тока. В полевых же транзисторах управление производится путем изменения входного напряжения. В зависимости от способа изготовления и электрических характеристик различают транзисторы с р-n переходом и с изолированным затвором (МОП транзисторы). Обычно они используются в схемах компьютеров, однако этим сфера их применения не ограничивается. В схему радиостанции NorCal 40А включены полевые транзисторы с управляющим р-п переходом. Такие транзисторы бывают двух типов: n-канальные, где заряд переносится электронами, и р-ка-нальные, в которых носителями заряда являются дырки. (Самостоятельно проведите аналогию с биполярными транзисторами.) В общем случае электроны намного подвижнее дырок, поэтому полевые транзисторы с каналом n-типа получили более широкое распространение.
В схеме радиостанции NorCal 40А полевые транзисторы используются в трех блоках: буферном усилителе (см. задачу № 23), перестраиваемом генераторе (см. задачу № 26) и схеме АРУ (см. задачу № 32).
Схемное обозначение и конструкция полевого транзистора с управляющим р-п переходом приведены на рис. 9.14.
Кремниевая подложка имеет р-тип проводимости, а следующий слой кремния - п-тип. Чтобы получить такой эффект, на подложку наносят специальный материал, содержащий примесь n-типа (так называемый диффузант), и помещают ее в высокотемпературную печь для проведения диффузии примеси. Образовавшийся
а) б)
Рис 9.14. Схемное изображение n-канального полевого транзистора с управляющим р-п переходом (а) и его поперечное сечение(б)
слой n-типа и исходный слой р-типа на границе раздела образуют n-р переход, который называется изолирующим. Затем в полученном n-слое создают еще один р-слой, образующий второй р-п переход (путем еще одной диффузии или ионной имплантации, но теперь уже примеси р-типа). Напыленный на р-слой металлический контакт - это затвор. Затвором по традиции также называется входной вывод у такого типа приборов. По обе стороны от затвора прикрепляются два изолированных друг от друга металлических контакта с п-областыо - исток и сток. В схемах, как правило, на сток подается положительный потенциал, поэтому электроны переносятся от истока к стоку. В первом приближении можно считать, что затвор, исток и сток выполняют функции, соответствующие базе, эмиттеру и коллектору обычного биполярного транзистора.
