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

164 9. AZ ANALÓG INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK ALAPELEMEI
i C1
Határpont
R e =R v =R C
I 0
I 0
2
1
R e
u CE1
U m
U t +U BE0
9.12. ábra. A differenciálerősítő egyik tranzisztorának kimeneti karakterisztikája.
feltétel teljesülése esetén nem érik el a telítési tartományt, ami miatt a differenciálerősítő gyors kapcsolóként
is használható. A telítési tartományban ugyanis a bipoláris tranzisztorok bázis-kollektor diódája
is kinyit, és ekkor a bázistérben nagy töltésmennyiség halmozódik fel. Ezt a töltést a tranzisztor lezárásához
el kell a bázistérből távolítani, ami sok időt vehet igénybe. A telítés elkerülése tehát a kapcsolási
időt csökkentheti, ami például logikai áramköri alkalmazásoknál növeli a kapcsolási sebességet.
Összefoglalva az ideális differenciálerősítő az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik:
• Az ideális differenciálerősítő előnye a szimmetrikus elrendezésben rejlik. Emiatt a két azonos
elektromos paraméterekkel rendelkező és azonos hőmérsékletű tranzisztor munkaponti áramai
csak a két tranzisztor bázisára adott feszültségek különbségétől, a differenciális vezérlőjeltől,
∆u-tól függenek.
• A differenciálerősítőS meredeksége az
S = α I 0
U T
(
exp
(
1+exp
)
− ∆u
U T
(
− ∆u
U T
)) 2
(9.60)
kifejezés alapján arányos az I 0 árammal és függ a munkaponti ∆u feszültségtől is. Ezt a tulajdonságot
felhasználva a differenciálerősítő meredekségét, ezáltal a differenciálerősítő kisjelű
erősítését az I 0 árammal és a munkaponti ∆u feszültséggel is változtatni tudjuk (feszültséggel/árammal
vezérelt erősítésű erősítő, pl. audió erősítők hangerő-szabályozása).
• A differenciálerősítő kisjelű kimeneti árama a bemeneti kisjelű vezérlőfeszültség és a meredekség
szorzatával állítható elő. Ha azI 0 áram egy másik bemeneti vezérlőfeszültséggel arányosan
változik, akkor a differenciálerősítő S meredeksége is arányos ezzel a bemeneti vezérlőfeszültséggel,
ami azt jelenti, hogy a differenciálerősítő analóg jelek szorzására is használható. Analóg
szorzásra többféle rendszertechnikai feladat megoldásánál is szükség van (moduláció, demoduláció,
keverés, frekvenciatranszponálás, stb.).
• A differenciális vezérlőfeszültség a tranzisztorok közötti árammegosztást vezérli, és a differenciálerősítő
már kb. 100mV feszültség hatására felbillen, azaz közel a teljes I 0 áram az egyik
tranzisztoron folyik. Emellett a differenciálerősítő bizonyos feltételek teljesülése esetén telítésmentes
gyors áramkapcsolóként viselkedik, ezért belőle gyors logikai áramköröket lehet építeni
(ECL, emittercsatolt logikai család).