Elektronika W Zad cz 2 7

W Ci^yiuki ELEKTRONIKA W ZADANIACH

Częśi 3 Analiza nialosytinalowa układów półprzewodnikowych

“l(J> ~

(3-25.6)

Gdyby zamiast rezystora /f_£ wykorzystano w układzie idealne źródło prądowe, wtedy na schemacie dla składowej zmiennej mielibyśmy w tym miejscu przerwę i p_rądv

/>U«zz4»r., CIłK/f óókiamóh, ----------1. m_Att »U, ---r, « A C t. r\ r» li

obydwu SPM schematu zastępczego płynęłyby przez rezystancję 0.5 kił. Powtórzenie obliczeń dla tego przypadku pozwoliłoby udowodnić, że odpowiadałby mu dokładny podział napięcia wejściowego na pół. Z powyższych obliczeń wypływa wniosek, że nawet tak mała jak 1 kił wartość rezystancji wewnętrznej źródła prądowego nie zakłóca w znaczniejszym stopniu symetrii układu i napięcie wejściowe dzieli się na złączach baza-emiter tranzystorów prawie po połowie. Jak zobaczymy jednak poniżej takie niewielkie odchylenie od symetrii powoduje pojawienie się pewnego wzmocnienia k_CM dla sygnału wspólnego (które dla wzmacniacza idealnie symetrycznego jest równe zeru). Podobny efekt obliczeniowy można byłoby uzyskać zakładając powyżej nieco różniące się od siebie wartości admilancji wejściowej y„ dla obydwu tranzystorów.

Prąd płynący przez rezystancję obciążenia Rc zależy tylko od obliczonej właśnie wartości u ku (pozostałe dwa źródła ze schematu zastępczego przedstawionego na rysunku 3.25.3 dają zerowe składowe tego prądu). Napięcie wyjściowe jest dodatnie i ma wartość:

(3.25.7)

^u«t ^- yi,«un^Rc ~ 203

Temu odpowiada wzmocnienie napięciowe k/ dla sygnału e/ równe:

k. =^- = — \'₂,R_c =-—lOOmS ■ lk£ł = 49,75

— v₂₁/?_c =—100mSl*£ł = 49,75 203    203

e. 203    203

(3.25.8)

-o

Rys. 3.2S.4

Ad 2. Wzmocnienie dla sygnału e₂ można obliczyć na podstawie schematu zastępczego przedstawionego na rysunku 3.25.4. Postępując w zupełnie identyczny sposób jak otrzymalibyśmy dla napięcia ukd analogiczne do (3.25.6):

czemu odpowiada teraz poszukiwana wari

Napięcie wyjściowe ma przy pokazanym na rysunku 3.25.4 zwrocie SPM wartość ujemną i wynosi:

(3.25.11)

=-ya“uu^Rc    .V₂₁flce₂

czemu odpowiada wzmocnienie napięciowe k₂ dla sygnału e₂:

₌ «_{2L =} __102    _    100mS ■ 1 kii = -50,25

² e, 203 ^{21 c} 203

-_y„K_r =-—i00m5Ufł =-50,25 203    203

(3.25.12)

\d 3- Wobec tego, że badany wzmacniacz jest dla małych amplitudŁi-&'.v,ddi liniowy, obowiązuje zasada superpozycji i przy jednoczesnym podaniu obydwu sygnałów e/ i e₂ mamy:

powered by

Mi siol

_u„=k_te,+k₁e₁    (3.25.13)

jeżeli teraz oznaczymy wejściowe napięcie różnicowe przez:

(3.25.14) jako średnią

(3.25.15)

“z

= e. -e₂

i określimy „napięcie wspólne" (ang. commom modę voltage) arytmetyczną dwu napięć wejściowych: e,+e₂

“cu

oraz wzmocnienie dla napięcia różnicowego itj oznaczymy przez k,,, a wzmocnienie dla napięcia wspólnego u cm oznaczymy przez kcu- będziemy mogli zapisać:

€ *t~ £

u„ — kjiij + k_cu u_cu = kj (e, — e₂) + k_cu -    (3.25.16)

Po przekształceniu mamy:

u„ =    +^f-) e, + (-^ +^f-)    (3.25.17)

Porównując uzyskaną zależność z równaniem (3.25.13) otrzymujemy wzmocnienia k/ i k₂ dla obydwu sygnałów wejściowych wyrażone poprzez wprowadzone oznaczenia kd i k_CM-

(3.25.18)

k₂ — k_d +-

(3.25.19)

Aby wyrazić wartość wzmocnienia różnicowego kj poprzez obliczone wcześniej wartości wzmocnienia k_t i k₂ dla obydwu sygnałów wejściowych możemy dodać do siebie obydwa poprzednie równania. Otrzymujemy wtedy:

^kd=\(k,-k₂)    (3.25.20)

Z kolei odejmując od siebie równania (3.25.18) i (3.25.19) otrzymujemy wartość wzmocnienia wspólnego wyrażoną poprzez wartości wzmocnienia k/ i k₂:

k^ =k_t+k₂    (3.25.21)

Na podstawie obliczonych w pierwszych dwu punktach dokładnych wartości liczbowych wzmocnień ki i k₂ możemy więc napisać:

t , 1 10100 + 10200 20300 .... 20J )=2.203 =50,00	(3.25.22)
^=*1+*2 = ^,0,00-^|020°=-^,00=-0,4926 203 203	(3.25.23)

Współczynnikiem tłumienia sygnału wspólnego (ang. CMRR) nazywamy wartość bezwzględną stosunku wzmocnienia różnicowego do wzmocnienia wspólnego, czyli:

CMRR =

^kd		50
^kCM		-0,4926

= 101,5

(3.25.24)

- 133-