Дифференциальный усилитель

входах ДУ, называется дифференциальным ( Uвхд =Uвх1 −Uвх2 ).
Сигнал, являющийся

общим для первого и второго входов ДУ, называется синфазным входным сигналом Uвхсф .
Функционально ДУ состоит из двух симметричных усилительных плеч
(УП1 и УП2) и генератора стабильного тока (ГСТ).











Упрощенная схема ДУ с подключенными источниками дифференциального синфазного сигнала

каскада на транзисторах TI, Т2 с нагрузочными резисторами R1, R2

и токопитающего каскада на транзисторе ТЗ, выполняющего роль источника тока для эмиттерной цепи транзисторов Т1 и Т2.

дифференциальное входное напряжение ДУ равно

- коэффициент передачи эмиттерного тока в цепь коллектора;

-температурный потенциал.
Эти выражения определяют передаточные характеристики ДУ,
графики приведены в относительных координатах

S2 = −S1 справедливо в силу условия ,

откуда следует,

что dIк1 = −dIк2 . Анализируя выражение (1), находим,что максимальное значение крутизны
(2)

Имеет место при

входного напряжения.

сигнала (Uвхд =0 ) напряжение между его выходами


что способствует

режиму баланса. Можно считать коллекторные токи тоже одинаковые
(3)


Эти токи, протекая по резисторам создают синфазный
уровень напряжения баланса Uвых1 =Uвых2 , который можно рассчитать по
Формуле
(4)

Если на входе ДУ появится дифференциальный сигнал Uвхд , то коллекторные токи БТ Т1 и Т2 начнут перераспределяться: ток Iк1 будет увеличиваться, а ток Iк2 - уменьшаться с сохранением равенства , которое гарантируется идеальным ГСТ.

(5)

фазе, а напряжение



не инвертируется

по фазе относительно входного сигнала. В связи с этим первый вход ДУ называют инвертирующим, второй – неинвертирующим.
Выходной дифференциальный сигнал ДУ равен



Способность обнаружения малых дифференциальных сигналов на фоне
больших синфазных ЭДС является одной из важнейших характеристик качества исполнения ДУ.

и Т2 сбалансированы по току,

т.е. через каждый транзистор протекает половина

тока I0. Если сопротивления
коллекторных нагрузок одинаковы то потенциалы коллекто-
ров равны и симметричное выходное напряжение постоянного тока равно ну-
лю.В окрестности этой точки передаточные характеристики
практически линейны, причем протяженность линейного участка не зависит от
величины тока I0.
2. Крутизна передаточных характеристик зависит от величины питающего
тока I0. Максимальная крутизна при любом значении I0 соответствует напряже-
нию Регулируя ток I0 , можно управлять усилением ДУ.

3. Приращения одноименных токов транзисторов дифференциального
каскада равны по абсолютной величине и противоположны по знаку в любой
точке передаточных характеристик. Переменные напряжения на коллекторных
нагрузках дифференциального каскада противофазны. Крутизна ДУ при сим-
метричном выходе в два раза больше, чем при несимметричном.

питающего тока I0, которым легко управлять. Отсюда следует, что ДУ

может использоваться как множительное устройство и, следовательно, применяться для смешивания и умножения частоты, модуляции и детектирования
5. Собственные выходные сопротивления коллекторных цепей транзисто-
ров Т1 и Т2 в зависимости от способа подключения источника входного
сигнала соответствуют выходным сопротивлениям схем с ОЭ или ОБ, т. е. являются сравнительно большими, достигая сотен килоом на низких частотах. Поэтому транзисторы Т1 и Т2 могут использоваться в качестве генераторов тока. Токи этих генераторов, в свою очередь, определяются током I0 и его распределением между транзисторами Т1 и Т2, зависящим от разностного входного напряжения.
6. Параметры передаточных характеристик зависят также от коэффициен-
та передачи тока α транзисторов, температуры окружающей среды и не зависят
от напряжения источника питания Еп