Diferensial gücləndirici
Diferensial gücləndirici (DG) iki siqnalın fərqini gücləndirən qurğulara deyilir və analoq İS-in yaradılmasında geniş istifadə edilir. Yaradılma prinsipinə görə DG paralel tipli balans (körpü) gücləndirici kaskadlara aiddir. DG müxtəlif destabilləşdirici faktorların təsiri zamanı yüksək stabilliyə, diferensial siqnallar üçün böyük güclənmə əmsalına və sinfaz siqnalları və maneələri kəskin zəiflətmək xüsusiyyətinə malikdir.
Strukturuna görə DG ümumi emitter rezistoru olan iki kaskaddan ibarətdir (şəkil 2.38,a). Sxem elementləri körpü yaradır. Körpünün diaqonallarından birinə qida gərginliyi, digərinə isə yük müqaviməti qoşulur.
Əvəzləmə sxemindən (şəkil 2.38,b) körpünün balans şərtini, yəni çıxış gərginliyinin sıfıra bərabərliyi şərtini almaq olar:
Ua = Uq RVT1 / (RVT1 +Rk1) = Ub =Uq RVT2/(RVT2 + Rk2)
və yaxud RVT1 Rk2 = RVT2 Rk1.
Bu şərtin pozulması körpünün balansının pozulmasına və buna uyğun çıxış gərginliyinin yaranmasına səbəb olur. Balansın pozulması tranzistorların çıxış RVT1 və RVT2 müqavimətlərinin dəyişməsi nəticəsində baş verir. Bu müqavimətlərin dəyişməsi, öz növbəsində, giriş Ugir1 və Ugir2 gərginliklərindən asılı olur. Əgər sxem elementləri eyni olarsa, çıxış gərginliyi istənilən təsiredici faktorlar halında belə dəyişməz qalır.
DG iki girişə və iki çıxışa malikdir, yəni burada siqnalların simmetrik artımını vermək və almaq mümkündür. Odur ki, çıxış gərginliyi üçün
Uçıx = Uçıx1 – Uçıx2 = -K1 Ugir1 - (-K2 Ugir2 )
yazmaq olar. Burada K1 və K2 uyğun olaraq VT1 və VT2 tranzistorlarındakı kaskadların güclənmə əmsallarıdır. Ümumi halda
Ugir1 = - Ugir2 və Ugir = Ugir1 –Ugir2 =2Ugir1
olduqda
Uçıx = -Ugir (K1 + K2)/2 = - Ugir KDG
yazmaq olar. Doğrudan da, gücləndiricinin girişinə əks fazalı siqnallar təsir etdikdə kollektorlardan axan cərəyanlar müxtəlif istiqamətə malik olurlar və onların Re rezistorunda yaratdıqları gərginlik düşküləri bir-birini kompensasiya edir. Nəticədə, tranzistorların emitter potensialları yerin potensialına uyğun gəlir
və kaskadlar adi ÜE-li reostat kaskada çevrilirlər. Məlumdur ki, belə kaskadların güclənmə əmsalları kifayət qədər böyük olur.
a) b)
Şəkil 2.38. Diferensial gücləndirici və onun əvəzləmə sxemi
DG-nin girişlərinə sinfaz siqnallar təsir etdikdə, yəni Ugir1 = Ugir2 (Ugir = Ugir1- Ugir2 =0) olduqda, kollektor cərəyanları eyni istiqamətdə axır və onların Re müqavimətində yaratdıqları gərginlik düşküləri toplanır. Tranzistorların emitterlərində müsbət potensial artır. Nəticədə kollektor – emitter keçidinin potensiallar fərqi kəskin azalır, tranzistorlar bağlanır, gücləndiricinin güclənmə əmsalı kəskin azalır.
Real DG-də sxemin qeyri-simmetrik olması, xarici təsirlər nəticəsində çıxışda «sıfır dreyfi» gərginliyinin yaranmasına gətirib çıxarır. «Sıfır dreyfinin» kompensasiya olunması dərəcəsi giriş sinfaz gərginliklərin zəiflədilməsi əmsalı ilə xarakterizə olunur.
Çıxış sinfaz gərginliklərin zəiflədilməsi əmsalı gücləndiricinin çıxış gərginliyinin eyni cür dəyişməsinə səbəb olan sinfaz və diferensial giriş gərginlikləri artımlarının nisbətinə deyilir, yəni
Kz.sin. = Ugir.sin / Ugir = Kuk / Ksin.
Müasir DG-də bu əmsal 10000 …100000 (80…100 dB) qiymətini alır. Beləliklə, DG-nin «sıfır dreyfini» azaltmaq üçün iki variant mümkündür:
eyni parametrlərə malik cüt tranzistorları seçmək,
Re müqavimətini artırmaq.
Birinci variantın həyata keçirilməsi ancaq texnoloji yolla – hər iki tranzistorun bir kristalda eyni zamanda və eyni texnoloji rejimdə yaradılması yolu ilə, yəni inteqral texnologiyanın tətbiqi ilə mümkündür.
İkinci variantı texnoloji yolla həll etmək mümkün deyil. Re müqavimətinin artırılması qida gərginliyinin maksimum qiyməti ilə
məhdudlaşır. Belə ki, Re müqavimətinin artırılması tranzistorların kollektor- emitter aralığındakı gərginliyi azaldır və bu halda, gücləndiricinin çıxış siqnalının amplitudu azalır. Bu səbəbdən də Re-nin artması Rk müqavimətinin artırılmasını məhdudlaşdırır və kaskadın güclənmə əmsalını aşağı salır. Göstərilən ziddiyyətləri aradan qaldırmaq üçün emitter dövrəsində passiv Re rezistoru əvəzinə qeyri-xətti ikiqütblüdən, məsələn tranzistorda yaradılan cərəyan mənbəyindən istifadə etmək olar. Belə mənbələr kiçik gərginlik düşküsü halında dəyişən toplanan üçün böyük daxili müqavimətə (diferensial müqavimətə) malik olurlar (şəkil 2.39).
Şəkil 2.39. Cərəyan mənbəyinə malik diferensial gücləndiricinin sxemi
DG-nin güclənmə əmsalını artırmaq üçün Rk müqavimətini tranzistorlarda yaradılan aktiv yüklə əvəz etmək lazımdır. Belə yük kimi «cərəyan güzgüsü» sxemindən (VT3,VT4) və (VT5,VT6) istifadə olunmuş gücləndiricinin sxemi şəkil 2.40-da göstərilmişdir. Bu yük bəzən dinamiki yük də adlanır.
Şəkil 2.40. Dinamiki yükə («cərəyan güzgüsü» sxeminə) malik diferensial gücləndiricinin sxemi
DG-nin giriş müqavimətini artırmaq üçün giriş tranzistorları kimi sahə tranzistorlarından və bipolyar tərkibli tranzistorlardan istifadə etmək olar. Nəticədə, gücləndiricinin giriş cərəyanı azalır ki, bu da inteqral sxemlərin yaradılmasında mühüm rol oynayır.
|
