Несимметричный дифференциальный каскад

Если необходимо иметь общую точку для входного и выходного сигналов, то нагрузка подключается между одним из коллекторов и общей точкой (рис. 3.4, а). В коллекторной цепи второго транзистора сопротивление может отсутствовать, так как транзистор является источником тока. Напряжение покоя коллектора необходимо компенсировать напряжение смещения.

а) б)

Рис. 3.4 Несимметричный дифференциальный каскад:

а) – с активными сопротивлениями;

б) – с токовым зеркалом.

Транзистор VT1 обеспечивает стабильность режима покоя и передачу сигнала транзистору VT2. Коэффициенты усиления и выходное сопротивление снижаются вдвое, входное сопротивление остается прежним.

В микросхемном исполнении резисторы являются неудобными элементами, так как занимают много места на кристалле. Кроме того, замена резисторов транзисторами упрощает технологию изготовления микросхем.

В схеме рис. 3.4, б в качестве коллекторных нагрузок транзисторов VT1, VT2 применено токовое зеркало на транзисторах VT3, VT4. Транзистор VT3 в диодном включении распределяет токи между базой и коллектором согласно коэффициенту усиления по току. Транзисторы VT3 и VT4 должны быть абсолютно идентичны, тогда ток коллектора транзистора VT4 повторяет ток коллектора транзистора VT3 . Ток как бы отражается от источника питания, отсюда название этой схемы – токовое зеркало. Коэффициенты усиления по току всех транзисторов должны быть одинаковы.

Определим коэффициент усиления каскада по току:

, , отсюда

. (3.9)

Коэффициент усиления по напряжению

. (3.10)

Коэффициенты каскада с токовым зеркалом больше, чем у симметричного дифференциального каскада.