Диференціальний каскад виконаний на транзисторах і з резистивним навантаженнями і. Транзистор включений за схемою із загальною базою. ДК запускається від генератора стабільного струму на транзисторах і в діодному включенні, транзисторі і резистори. Якби потенціал бази транзистора був зафіксований, то ми отримали б чистий ГСТ. У умножителе база транзистора використовується для подачі другого сигналу. Цей сигнал змінює струм. який змінює струм і, таким чином, що задає струм генератора стабільного струму. Транзистор виробляє змінний струм. живить транзистори диференціального каскаду. Вхід 1 є другою точкою управління транзисторами і.
Розглянемо математику процесу.
Підставами в виреженіе для визначення:
Генератор стабільного струму живить обидва транзістров диференціального каскаду.
Отже,. Тоді отримаємо, що
Знайдемо. Для цього сигналу визначимо.
Ми вважаємо, що всі транзистори однотипні і мають однакові коефіцієнти передачі струму бази.
. де - коефіцієнт відображення струму.
У інтегральної схемотехніці опаределяется співвідношенням площ емітерний переходів транзисторів і.
На умовних позначеннях ОУ зліва - входи, справа - вихід.
Входи ОУ можуть використовуватися як симетричні, так і несиметричні. Генератор може включатися до обох входів відразу - симетричний вхід, або два генератора заземлених до двох входів, або заземлений генератор включається на один вхід, а на другий вхід сигнал не подається.
Вихід ОУ - несиметричний, використовується заземлена навантаження.
В даний час існує велика кількість різноманітних ОУ, однак, блок-схема ОУ має цілий ряд загальних елементів. На вході ОУ варто диференційний каскад (ДК), далі йде каскад посилення по напрузі (УН), по току (УТ), і на виході ставиться емітерний повторювач. ЕП зазвичай двотактний. В цілому виходить підсилювач постійного струму (ППС) з великим коефіцієнтом посилення. Ідеальний ОУ має. Надалі коефіцієнт посилення ОУ по напрузі буде позначаться -. Для забезпечення режиму ОУ використовується біполярний джерело живлення з середньою точкою.
Крім простих ДК використовують складні схеми.
6.1.1. ДК за схемою Дарлінгтона.
Рис.6.2. Диференціальний каскад на транзисторах
В даній схемі використовується основна перевага схеми Дарлінгтона. Воно забезпечує великий коефіцієнт передачі по напрузі. Ще більше коефіцієнт передачі можна підняти, якщо використовувати «супербета» -транзістори. Якщо перші транзистори плечей ДК працюють в мікрорежимі, але виходять великі диференціальні опору емітерний переходів цих транзисторів і, отже, дуже великий вхідний опір ДК. Сильна температурна залежність зворотних струмів колекторних переходів та інших параметрів транзисторів не грає ролі, аби все в плечах змінювалося однаково.
У емітерний ланцюгах транзисторів ДК зазвичай замість резистора ставлять ГСТ, який запускає транзистори ДК, звільняючи базові ланцюга для підключення сигнальних, а не допоміжних ланцюгів, відстежує перешкоди за рахунок великої своєї динамічного навантаження.
ДК з динамічним навантаженням
Рис.6.3. Диференціальний каскад з динамічним навантаженням
Каскад показаний на рис.6.3. в діодному включенні Е-КБ забезпечує температурну стабілізацію робочої точки транзистора.
Нехай струм ГСТ переключився весь ст. - - "струмове дзеркало" і, отже через навантаження в колекторної ланцюга потече весь струм. в цьому випадку - динамічне навантаження.
Якщо струм переключити весь ст. то працює як динамічне навантаження (великий опір) і весь струм потече в.
Крім виграшу в через динамічного навантаження, це один із способів переходу до несиметричного виходу і отримання повного диференціального сигналу на навантаженні