Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

160 9. AZ ANALÓG INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK ALAPELEMEI
és az
Ha az emitterellenállás értéke minden határon túl nő, akkor a fenti értékekre az
A u = u ki
u 1
= α 2
R C ×R t
r d1 +r d2
, ha R E ⇒ ∞ , (9.35)
R be1 = (1+β 1 )(r d1 +r d2 ), ha R E ⇒ ∞ (9.36)
mennyiségeket kapjuk.
Ennek alapján az elrendezés tulajdonságait az alábbiakban foglalhatjuk össze:
• A kapcsolás előnye a szimmetrikus elrendezésben rejlik. Emiatt a két, azonos elektromos paraméterekkel
rendelkező tranzisztor együttes munkaponti áramát (I 0 ) egyetlen közös emitterellenállással
be lehet állítani.
• A munkapont stabilitása nagy emitterellenállással most is biztosítható, ugyanis - azonos elektromos
paraméterekkel rendelkező és azonos hőmérsékletű tranzisztorokat feltételezve - a tranzisztorok
nyitófeszültségének a változása csak
∆I 0 ≃ − ∆U BE0
R E
(9.37)
áramváltozást okoz, ahol ∆U BE0 a hőmérséklet hatására −2mV/C 0 mértékben változik. Ez
a munkaponti stabilitás a nagy emitterellenállással felépített munkapontbeállító alapelrendezés
stabilitásával azonos.
• A fokozat erősítése viszont az emitterellenállás átblokkolása nélkül is megközelíti a földelt emitteres
és földelt bázisú fokozat erősítésének a nagyságrendjét:
A u = u ki
u 1
≃ α 2
R C ×R t
r d1 +r d2
= α 2
R C ×R t
2r d
, ha r d1 = r d2 = r d , (9.38)
a fokozat bemeneti ellenállása pedig közel azonos a földelt emitteres fokozatéval:
R be1 = (1+β 1 )(r d1 +r d2 ) = (1+β 1 )2r d , ha r d1 = r d2 = r d . (9.39)
• Mindez azt jelenti, hogy ezzel az elrendezéssel nagy feszültségerősítésű és nagy áramerősítésű
fokozatot nagy emitterkondenzátor alkalmazása nélkül is meg tudunk valósítani. Ez az integrált
áramkörökben feltétlenül szükséges követelmény.
A differenciálerősítő általános nagyjelű analízise
Az ideális differenciálerősítő karakterisztikái. A szimmetrikus felépítésű ideális differenciálerősítő
kapcsolási rajza a 9.9. ábrán látható. A továbbiakban az a célunk, hogy meghatározzuk az ideális
differenciálerősítő fokozat statikus nagyjelű karakterisztikáját, és egyúttal elemezzük az áramköri elrendezés
legfontosabb tulajdonságait. A vizsgálat során feltételezzük, hogy a tranzisztorok minden
szempontból azonosak (paraméterek, hőmérséklet, jellemző karakterisztikák, A 1 = A 2 = α 1 = α 2 ),
a tranzisztorok mellékhatásai elhanyagolhatók (g ′ b c
= g ce = 0, I S0 ≪ i E1 ;i E2 ), és nem foglalkozunk
a tranzisztorok frekvenciafüggésével sem.
A 9.9. ábrán látható áramkörben a két tranzisztor munkapontját az emitterekhez kapcsolódó I 0
áramú áramgenerátor állítja be. A szimmetrikus elrendezésből nyilvánvalóan következik, hogy azonos
bemeneti u 1 = u 2 feszültségek esetén a két tranzisztor emitterárama azonos, azaz éppen I 0 /2 értékű.