Rк Rк h11э h11э

Вх1 Вх2

Æ Uвых Æ Æ

Ic Æ

Ic

V1 V2

Ic

Rг (B+1)Rэ

h11э h11э

Rг Rэ Uвх

Io

Uвх

-Еп

Рис.3. Схема для определения Кuд

а) схема ДУ

б) эквивалентная схема входной цепи ДУ

В приведенной схеме рис.3 для упрощения выводов ГСТ моделируется резистором Rэ и источником питания (-Еп-Uбэ).Входные сопротивления транзисторов V1 и V2 на эквивалентной схеме (рис.3а) предлагаются одинаковыми и равными h11э.

Так как напряжение сигнала Uвх мало,можно считать , что и приращения коллекторных токов Iк << Iо/2. По входной цепи усилителя от источника Uвх течет ток сигнала

(7)

так как Rс<< h11э;

r бэ-входное сопротивление транзистора;

В -статический коэффициент усиления тока базы;

r’б -объемное сопротивление базы;

r э -сопротивление эмиттерного перехода;

j т -температурный по[КК1] тенциал;

Цепь входного тока сигнала (Ic) показана на рис.3 пунктиром. В базу транзистора V1 ток сигнала втекает (коллекторный ток увеличивается), из базы V2 вытекает (коллекторный ток уменьшается). Соответственно на коллекторных сопротивлениях Rк создаются приращения выходного сигнала

(8)

Между коллекторами транзисторов наблюдается выходной дифференциальный сигнал

(9)

Подставив из (7) выражение для тока сигнала ,получаем значение дифференциального коэффициента усиления

(10)

Подставив в (10) значение h11э и учитывая ,что В>>1 получим

(11)

Дифференциальный коэффициент усиления биполярного ДУ прямо пропорционален температуре.При В>>1 значение Кuд от коэффициента В не зависит.

Учитывая ,что крутизна усиления биполярного транзистора S равна:

(12)

выражение для коэффициента усиления дифференциального сигнала можно записать в виде:

Кuд=RкS (13)

Получается ,что малосигнальный коэффициент усиления ДУ по напряжению соответствует коэффициенту усиления по напряжению для одиночного каскада с общим эмиттером.Это происходит потому,что в режиме,близком к баллансу,на каждый транзистор поступает половинное входное напряжениеUвх2/2,приращение сигналов между выходами двух транзисторов суммируются. В этом режиме крутизна усиления наибольшая. Формула (13) универсальна и верна как для биполярных,так и для ДУ на полевых транзисторах,усилительные свойства которых характеризуются значением крутизны S.

На рис.3б показана эквивалентная схема входной цепи ДУ,нагружающий дифференциальный источник сигнала. Поскольку эмиттерный ток каждого транзистора в (В+1) раз превышает базовый,то сопротивление Rэ пересчитывается в контур входного тока с коэффициентом (В+1).

Если сопротивление Rэ велико ,то в эту ветвь ток от источника сигнала не стекает.Следовательно,входное дифференциальное сопротивление ДУ, наблюдаемое между входами Вх.1 и Вх.2:

(14)

Следовательно входное дифференциальное сопротивление ДУ прямо пропорционально коэффициенту усиления его транзисторов по току Io.

Коэффициент усиления синфазного сигнала Кс для ДУ можно определить с помощью схемы рис.4.

а) +Еп б)

Io/2+ВIcc/2

Rк Rк Io/2+ВIcc/2

h11э

Icc