Elektronikawzad21

W. CiążyAlki - ŁLEKTRONIKA W ZADANIACH

C/KŚi I. Obliczam* punktów pracy pr7yrządów półprowodnilcowycH

C»y i napięcie u_wy ma już zerową składową stałą. Maksymalna nicznickształcona amplituda składowej zmiennej U wy _m wynosi zatem 5 V.

Prz>' próbie większego wysterowania sygnałem różnicowym dla Ecm < 5 V zniekształceniu w wyniku wchodzenia tranzystora T2 w stan odcięcia ulegną najpierw gómc połówki sygnału u*,. Przy próbie przyłożenia napięcia wspólnego np. 6V amplituda składowej zmiennej Uwy _m zmniejszy się odpowiednio do 4V, przy czym teraz zniekształceniu ulegną najpierw dolne połówki sinusoidy sygnału u** w wyniku wchodzenia tranzystora T2 w stan nasycenia.

Ad 2. W stanic równowagi zmniejszenie ujemnego napięcia zasilającego mogłoby wpłynąć na pracę źródła prądowego. Źródło to pracuje poprawnie dopóki tranzystor T3 znajduje się w stanie aktywnym.

Krytyczna pod tym względem jest sytuacja gdy Eof = - 5 V. Przy napięciu zasilającym £'ee = - 15 V otrzymaliśmy dla tego przypadku Uce3 = 4,4 V. Tak więc obecnie, gdy Ef.f. = - 12 V otrzymamy napięcie o 3 V mniejsze czyli Ucej - 1.4 V. Tranzystor T3 jest jeszcze w stanic aktywnym, prąd Icj = 1 mA i ta zmiana nic ma wpływu na pracę źródła prądowego. Dopiero ograniczenie ujemnego napięcia zasilającego do wartości poniżej 11,2 V spowodowałoby (przy Ucej - 0.6 V) wejście tranzystora T3 w stan nasycenia i zmianę prądu la- Przy jeszcze mniejszym napięciu zasilającym układ źródła prądowego pracowałby jednak nadal poprawnie pod warunkiem ograniczenia dopuszczalnego napięcia wspólnego (np. dla Ele = - 10 V musielibyśmy przyjąćl EcmI ^ 3.8 V).

Zmniejszenie o 3 V dodatniego napięcia zasilającego Ecc powoduje, że w stanie równowagi potencjał Uc2 obniża się też o 3 V (z 10 V do 7 V), gdyż spadek napięcia na rezystorze Ra ma nadal wartość 5 V. Tak więc teraz w krytycznym przypadku gdy Ecm = 5 V potencjał Ucz przy zmniejszaniu się prądu la może wzrosnąć jak poprzednio o 5 V (czemu odpowiadałoby odcięcie tranzystora T2), ale przy zwiększaniu się prądu la do granicy stanu nasycenia tranzystora napięcie Ucz może obniżyć się tylko od 7 V do 5 V. a więc największa osiągalna niezniekształcona amplituda składowej zmiennej Uwym wynosi tylko 2 V. Przy próbie jej przekroczenia obcinane będą najpierw dolne połówki sygnału wyjściowego. Przy napięciu zasilającym Ecc= 12 V układ pracuje jednak nadal poprawnie dla amplitud Uwy _m do 5 V pod warunkiem ograniczenia dopuszczalnego napięcia wspólnego do wartości

lEcJ 2S2V.

Podsumowując powyższe rozważania możemy powiedzieć, że w rozpatrywanym układzie pod warunkiem poprawnej pracy źródła prądowego (tzn. wtedy, gdy ujemne napięcie zasilające Ef.e jest dostatecznie duże, aby przy największym ujemnym dopuszczalnym napięciu wspólnym Ecm min tranzystor T3 pozostawał w stanie aktywnym), tj. pod warunkiem że:

\Eee\>Uz+ I Ecm mm I =5,6V+ |£a„J    (1.11.2)

obowiązuje zależność:

{/*,.„= HlEcc-EcMm**)    (1.11.3)

którą można wypowiedzieć słowami następująco:

„Największa osiągalna amplituda nie zniekształconego napięcia wyjściowego jest równa połowic różnicy dodatniego napięcia zasilającego Ecc i dozwolonego dodatniego napięcia wspólnego Ecumax

Aby tę maksymalną amplitudę osiągnąć należ)' wybrać wartość rezystancji Re2 równą:

R_C2 = ^Ecę ~^EcUm”    (1.1J.4)

C3

co odpowiada temu, że prz>' przepływie całego prądu lej źródła prądowego przez Rei i przy najwyższej dodatniej wartości napięcia wspólnego tranzystor T2 znajduje się na granicy stanu nasycenia (Jer Ra = Ecc - Ecu mat)-

.Autor ma nadzieję, że powyższe rozważania na temat wpływu napięcia wspólnego na zachowanie wzmacniacza pozwolą lepiej docenić fakt, że we współczesnych wzmacniaczach operacyjnych (analogowych układach scalonych składających się z kilkudziesięciu tranzystorów) osiąga się dopuszczalny zakres napięć wspólnych równy w zasadzie pełnemu napięciu zasilania.