Реализация транзисторных дифференциальных усилителей: стратегии проектирования и расчеты

Усилители дифференциала транзисторов являются фундаментальными компонентами в конструкции аналоговых схем. Они используются для усиления разницы между двумя входными сигналами при отклонении сигналов общего режима. Правильная реализация требует понимания характеристик устройства, методов смещения и методов расчета для достижения желаемых параметров производительности.

Основная структура и операция

Типичный дифференциальный усилитель состоит из двух сопоставленных транзисторов, обычно BJT или FET, имеющих общий излучатель или исходное соединение.Входные сигналы подаются на основания или вентили этих транзисторов.Основная функция схемы — производить выход, пропорциональный разности входов.

Стратегии проектирования

Проектирование эффективного дифференциального усилителя предполагает выбор соответствующих параметров транзистора, условий смещения и сопротивления нагрузки. Обеспечение соответствия транзисторов имеет решающее значение для высокого коэффициента отторжения в общем режиме (CMRR). Предпочтение должно устанавливать стабильную рабочую точку, минимизируя искажения и максимизируя линейность.

Методы расчета

Расчеты обычно включают определение токов смещения, усиления напряжения и импедансов ввода/вывода. Для BJT ток коллектора (I]C) устанавливается с использованием смещающихся резисторов и усиления тока транзистора (β). Увеличение дифференциального напряжения (A]v) может быть аппроксимировано отношением сопротивления нагрузки к излучателю или сопротивления источника, умноженным на параметры транзистора.

Ключевые параметры и соображения