Tranzistorul multiemitor, Amplificatorul diferential

Tranzistorul multiemitor:

I(C)=I[E(1)]+I[E(2)]

Amplificatorul diferential:

Este etajul de baza din structura amplificatoarelor de curent constant.

Caracteristici:

Are doua intrari la cere se aplica semnalele ale caror diferente trebuie amplificata

Are o diagonala de iesire (doua puncte intre care se culege semnalul de iesire);semnalul de iesire poate fi cues simetric sau nesimetric.

Obs.: Amplificatoarele se numesc diferentiale pentru ca amplifica diferenta.

Cele doua tranzistoare din structura etajului sunt perfect identice.

R[C(1)]~~R[C(2)]

Obs.: Exista o simetrie perfecta intre cele doua ramuri ale amplificatorului diferential. Principiul de functionare al acestui amplificator porneste de la faptul ca in emitoarele celor doua tranzistoare exista o sursa    de curent continu si I[E(1)]+I[E(2)]=2I(E)

Daca I[E(1)] creste => I[E(2)] scade

Daca I[E(1)] scade => I[E(2)] creste => I[C(1)] creste => I[C(2)] scade

Daca I[C(1)] scade => I[C(2)] creste

Daca I[C(1)] creste => V(A) scade (E(C)= constanta)

Daca I[C(1)] creste => I(C)R[C(1)] creste => V(A) (E(C) constanta)

Daca I[C(2)] scade => I(C)R[C(2)] scade V(B) creste (E(C) constanta)

Variatia potentialilor V(A) si V(B) din colectoarele celor doua T(Z) este contrara

Daca V(A) creste => V(B) scade si invers

delta V(A) = -delta V(B)

Obs.: Pentru ca aceasta comportare sa fie ideala este necesar ca cele doua T(Z) sa fie perfect identice cele doua rezervoare de colector sa fie perfect identice si sursa 2I(E) sa fie o sursa ideala de o constanta.

Daca semnalele de la cele doua intrari sunt egale:

-eg1-eg2=0 atunci I[C(1)]=I[C(2)]

Cele doua T(Z) au in baza acelasi semnal, adica sunt comandate la fel.

Cele doua T(Z) sunt identice => curenti prin ele sunt identici.

V(A)=V(B)=>U(AB)=V(A)-V(B)=U(ies)=0

Concluzie: Daca cele doua intrari avand acelasi semnal tensiunea de iesire este nula.

Notiunea de semnal comun:

Daca la doua intrari ale unui circuitr se produce aceasi variate a unui semnal electric acesta e numit semnal comun.

De regula semnalul comun este ne dorit si este reprezentat de perturbatii electronice (paraziti), iar acestia nu trebuie sa patrunda in circuit. De acea amplificarea unui astfel de semnal comun trebuie sa fie zero la nivelul unui etaj (pentru a nu fi transmis).

Amplificatorul de semnal a unui amplificator diferential este nula. Dimpotriva daca ntre cele doua semnale de intrare apare o diferenta, aceasta va provoca o diferenta intre curentul de colector si respectiv o diferenta dintre semnalele de intrare.

Add - Valoarea amplificatoarelor diferentiale

Add - amplificatoare de curent diferential

Add = V(A) -V(B)

e[g(1)] - e[g(2)]

Add = h(21e) * R(c)

R(int)

Cu cat R(c)> amplificare mai mare, de acea de mai multe ori inloc de R(c) se pune o sursa de curent.

Tema: Sa se reprezinte schema de amplificare diferential cu sursa de curent, cu R(c).

R(int) - reprezentat de intrarea tranzistorului

Astfel de amplificatoare se noteaza realizand si cu circuite discrete printr-o imperechere judicioasa a componentelor.

Aceste etaje reprezinta nucleul de baza din circuitele analogice integrate.

Amplificatoare operationale (AO):

Cea mai importanta aplicatie pwentru amplificarea de curent continu este acea de a include circuite care efectuiaza operatii cu marimi electrice:

- insumarea de curenti si/sau tensiuni ; scadere de curenti si/sau tensiuni; multiplicare a unor curenti si/sau tensiuni etc.

Obs.: In anii 1960 s-a incercat dezvoltarea de calculatoare electronice analogice; in aceste calculatoare se proceda la efectuarea de operatii intre marimi electrice, curenti, tensiuni in valoare absoluta. Cu timpul cele analogice nu s-au mai dezvoltat dar s-au mentinut in aplicatie anumitor circuite din structura lor.

Un exemplu este amplificarea operationala: acesta este un tip de amplificare util in operatia cu marimi electrice.

Pentru ca operatiile cu marimi sa se efectueze fara erori amplificatorul din structura lor trebuie sa aiba proprietati deosebite.

Proprietatile unui AO ideal:

Amplificator de valoare infinita

Banda de frecventa inalta

Impedanta de intrare infinita

Curent de intrare nul

Impedanta de iesire nula

Factorul de rejectie al modului comun infinit

Decalaj initial nul

Deriva termica nula

Obs.: Pentru calculatoarele analogice au fost dezvoltate amplificatoare operationale de performante foarte bune si desi calculatoarele analogice nu au evoluat s-au pastrat pe piata amplificatoarelor operationale cu proprietati foarte bune.

DCE 25/01/'03

Factorul de dejectie al modului comun    CMRR (Common Mode Rejection Rate) => semnqalul comun sa nu fie amplificat deloc iar semnalul diferential sa fie amplificat mult.

Decalaj initial nul (Offset): => daca la intrarile unui AO tensiunea este nula la iesirea sa tensiunea trebuie sa fie strict nula. In realitate la AO real daca tensiunea la intrare este nula tensiunea la iesire este diferita de 0 si    trebuie ca sa se aplice la intrare o mica tensiune numita tensiune de decalaj sau tensiune de Offser care sa aduca la o tensiune de la iesire.

Derivata termica: Variatia proprietatilor interne cu modificarea temperaturii

Concluzie: Daca un AO are proprietati ideale operatiile matematice efectuate cu ele au creare nula.

In realitate AO ideale nu se realizeaza iar proprietatile unui AO real sunt :

Amplificare de valori foarte mare

Banda de frecventa foarte larga

Impedanta de iesire foarte mare

Curent de intrare foarte mic

Impedanta de iesire foarte mic

CMRR foarte mare

decalaj initial foarte mic

Deriva termica foarte mica

Daca se foloseste un AO real in circuite de calcul eroarea de calcul este mica AO se pot realiza si cu circuite discrete si cu integrate. Cel mai cunoscut este AO integrat 741.