|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы  Фиг. 4.8. Дифференциальный каскад, нагруженный несимметрич-нымкаскадом.  Фиг. 4.9. Несимметричный каскад на полевом транзисторе. В случае несимметричных нагружающих каскадов на полевых транзисторах (фиг. 4.9) возникают разбалансы токов подобного же характера и вызывают появление смещения и дре;йфа. Входной ток нагружающего каскада .на полевом транзисторе представляет собой ток утечки затвора. Нагрузочное действие этого тока пренебрежимо мало по сравнению с влиянием, которое оказывает разностный ток каскада на биполярном транзисторе. С другой стороны, токовые разбалансы, вызываемые нагружающими каскадами на полевых транзисторах, можно описать аналогично случаю биполярных транзисторов. Перепишем уравнение (4.8) для токового разбаланса, обусловленного нагружающим действием каскада на полевых транзисторах. Имеем -А/ш = /.±. • (4.12) Температурный дрейф величины разбаланса происходит только вследствие дрейфа напряжения смещения нагружающего каскада, что становится очевидным, если продифференцировать выражение (4.12). Получаем d 1 dV, osz-dT, • (4.13) Подобным же образом разбаланс токов при несимметричной нагрузке можно найти по аналогии с соотношением (4.10). В этом случае (4.14) dT -S ~" R dT R dT Таким образом, в результате проведенного выше анализа найдены выражения для разбалансов токов, обусловленных нагружающим действием симметричных и несимметричных каскадов на полевых и биполярных транзисторах. Эти разбалансы можно непосредственно суммировать с разбалансами токов в самих нагружающих каскадах. Сопоставление влияния нагружающих каскадов с параметрами дифференциальных каскадов на полевых и биполярных транзисторах по постоянному току, рассмотренными в гл. 2, позволяет найти полные эквивалентные величины напряжения смещения, входных токов и разностного тока для операционного усилителя, состоящего из любой комбинации каскадов. При этом несложно определить и температурный дрейф. Разностный входной ток операционного усилителя на биполярных транзисторах обусловлен описанным выше разбалансом коллекторных токов и рассогласованием параметров р, рассмотренным в разд. 2.3. Полная величина разностного входного тока равна Iosi = ±±h (4.16) Pi Pi С другой стороны, при малых разбалансах токов влияние нагружающих каскадов на входные токи смещения невелико, и входные токи операционного усилителя оказываются практически такими же, как у ненагруженного входного каскада. Следовательно, /в,-if. (4.17) Температурная зависимость параметров р и токового разбаланса приводит к дрейфу входных токов, как показано в гл. 2. Дрейф входного тока операционного усилителя, первый каскад которого выполнен на биполярных транзисторах, будет в соответствии с выражением (2.29) равен С/в, (25° С), (4.18) Г>25°С, С=-0,015/°С при Г<25С. , где С = - 0,005/°С при Т > 25° С, . - Дрейф тока Л и здесь определяется приведенной к входу нестабильностью режима нагружающего каскада. Дифференцируя выражение (4.14), находим AIis - -p--йт- "-p-lir- (4.15) В гл. 2 была приведена следующая аппроксимация для дрейфа разностного тока сбалансированного каскада = С/о, (25° С). Как уже отмечалось, это соотношение выражает дрейф, возникающий из-за разброса величин коэффициентов усиления по току, т. е. температурную чувствительность второго слагаемого в уравнении (4.16). Полный дрейф разностного тока в случае биполярных транзисторов равен VP. dT А/, dp, \ P, dTJ ±C 25° С Второй член данного выражения можно упростить, используя аппроксимацию температурного коэффициента параметра р, принятую в выражении (4.18). Таким образом. osi dT Р, \dT ml -см /АР, л V Pi (4.19) 25° с Эквивалентное напряжение смещения определяется рассогласованием . напряжений эмиттер - база и сопротивлений в эмиттерных цепях, а также рассмотренным выше, разбалансом каскада по току. Составляющая напряжения смещения, обусловленная разбалансом токов, равна отношению величины этого разбаланса к крутизне характеристики каскада. Следовательно, Vosiaiirel из-за ml, rel = rel+fel- Неравенство сопротивлений резисторов в эмиттерных цепях-приводит к увеличению смещения, а именно .Vj)si=-IiARei из-за Д/?,. Напряжение смещения связано с разбросом напряжений эмиттер - база, разбалансом токов и неравенством сопротивлений резисторов в эмиттерных цепях. С учетом двух предыдущих выражений запишем Vosi =AVsEi ± aiirei ± h Rex 1.5 мВ, (4.20) где Д/i определяется из уравнений (4.8), (4.10), (4.12) или (4.14). Дрейф напряжения смещения равен dT - dT bel ± m-±re, где производная величины Д/ по температуре определяется из уравнений . (4.9), (4.11), (4.13) или (4.15). Первое слагаемое 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 |