Implementando amplificadores diferenciais de transistor: estratégias de projeto e cálculos

Os amplificadores diferenciais transistores são componentes fundamentais no projeto de circuitos analógicos. Eles são usados para amplificar a diferença entre dois sinais de entrada, rejeitando sinais de modo comum. A implementação adequada requer compreensão das características do dispositivo, técnicas de viés e métodos de cálculo para alcançar os parâmetros de desempenho desejados.

Estrutura básica e operação

Um amplificador diferencial típico consiste em dois transistores combinados, geralmente BJTs ou FETs, compartilhando um emissor comum ou conexão de fonte. Os sinais de entrada são aplicados às bases ou portões desses transistores. A função primária do circuito é produzir uma saída proporcional à diferença entre as entradas.

Estratégias de Desenho

A concepção de um amplificador diferencial eficaz envolve a seleção de parâmetros de transistor adequados, condições de viés e resistências à carga. Garantir o pareamento de transistores é fundamental para uma alta razão de rejeição de modo comum (CMRR).

Métodos de cálculo

Os cálculos normalmente envolvem determinar as correntes de viés, ganhos de tensão e impedâncias de entrada/saída. Para os BJTs, a corrente coletora (I_C[) é definida usando resistências de viés e ganho de corrente do transistor (β). O ganho de tensão diferencial (A_v[) pode ser aproximado pela razão de resistência à carga ao emissor ou à resistência à fonte, multiplicado pelos parâmetros transistores.

Parâmetros e Considerações-chave

• Correspondência do transistor : Garante um CMRR elevado.
• Estabilidade das Bias: Mantém uma operação consistente sobre a temperatura.
• Cálculo de gain : Com base na carga e na transcondutância.
• Desempenho sonoro : Minimizado através da seleção adequada dos componentes.