Дифференциальный коэффициент усиления усилителя с токовым зеркалом и БЕЗ НАГРУЗКИ

Question

Дифференциальный коэффициент усиления усилителя с токовым зеркалом и БЕЗ НАГРУЗКИ

Харел Нахари

Обратите внимание на дифференциальный усилитель (Q1 и Q2) с текущей зеркальной активной нагрузкой (Q3 и Q4), как показано ниже:

схематический

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Я знаю, что на EE SE уже было задано много вопросов об этой схеме, но я не нашел ответа на свой вопрос.

Мой вопрос: какое будет выходное напряжение при дифференциальном входе БЕЗ ЛЮБОЙ НАГРУЗКИ НА ВЫХОДЕ? С другой стороны, каково дифференциальное усиление без нагрузки?

Насколько я понимаю, токи в коллекторах двух правых транзисторов не будут совпадать, и, следовательно, будут иметь значение выходные сопротивления на коллекторах. Однако я не знаю, как рассчитать эти выходные сопротивления и как они повлияют на выходное напряжение.

Примечание: если вы считаете, что спрашивать о выходном напряжении без нагрузки бессмысленно, рассмотрите нагрузку, входное сопротивление которой сравнимо или больше выходного сопротивления коллекторов.

Владимир Краверо

Что ж, почему бы вам не записать свои уравнения с общим значением R в качестве нагрузки и посмотреть, что произойдет, когда указанное значение R станет очень большим?

Харел Нахари

Моя проблема в том, что я не знаю, как описать поведение коллектора при большой нагрузке (сопоставимой с выходным сопротивлением на коллекторе). Где-то видел, что его описывают как источник тока параллельно с каким-то Rout, но я не понимаю, зачем и как считать указанный R.

Владимир Краверо

Я думаю, что есть недоразумение: нагрузите свой усилитель универсальным резистором R, рассчитайте коэффициент усиления, доведите R до бесконечности и посмотрите, что произойдет.

Харел Нахари

О, извините, я неправильно вас понял. Во всяком случае, я понимаю, что когда Rc становится очень большим, дифференциальное усиление становится очень большим. Я ищу что-то более количественное, что поможет мне понять ограничения текущей активной нагрузки зеркала.

придурок

На самом деле, неясно, как его вывести из вики, упомянутой Марио. Модель Гаммел-Пуна делает это совершенно ясным, поскольку она объясняет ранние (и поздние) эффекты с гораздо более унифицированным и физически разумным подходом, чем модифицированная модель Эберса-Молля, которая просто использует ее почти произвольно. Тогда это сводится к следующему:

V_{A} = \frac{Q_{B 0}}{\frac{1}{V_{B C}} \int_{0}^{V_{B C}} C_{j C} (V) d V}

$V_A=\frac{Q_{B0}}{\frac{1}{V_{BC}}\int_0^{V_{BC}} C_{jC}\left(V\right)~\textrm{d} V}$ .

придурок

Но, честно говоря, я бы порекомендовал вам прочитать отличное и очень понятное и физически значимое пошаговое руководство, написанное Яном Гетреу в его «Моделировании биполярного транзистора». Обратите особое внимание на его главу, начинающуюся на странице 69 (Модель GP), а также на Приложение 3 книги. Он начинается с очень простой модели BJT и тщательно проведет вас через весь процесс. И это имеет смысл. GP заставляет VA «выпадать» из физической модели, что очень понятно и не просто взломано как параметр модели. Кажется, его книга доступна на Lulu.com.

Ответы (1)

Дифференциальный коэффициент усиления усилителя с токовым зеркалом и БЕЗ НАГРУЗКИ

Что ж, почему бы вам не записать свои уравнения с общим значением R в качестве нагрузки и посмотреть, что произойдет, когда указанное значение R станет очень большим?
Моя проблема в том, что я не знаю, как описать поведение коллектора при большой нагрузке (сопоставимой с выходным сопротивлением на коллекторе). Где-то видел, что его описывают как источник тока параллельно с каким-то Rout, но я не понимаю, зачем и как считать указанный R.
Я думаю, что есть недоразумение: нагрузите свой усилитель универсальным резистором R, рассчитайте коэффициент усиления, доведите R до бесконечности и посмотрите, что произойдет.
О, извините, я неправильно вас понял. Во всяком случае, я понимаю, что когда Rc становится очень большим, дифференциальное усиление становится очень большим. Я ищу что-то более количественное, что поможет мне понять ограничения текущей активной нагрузки зеркала.
На самом деле, неясно, как его вывести из вики, упомянутой Марио. Модель Гаммел-Пуна делает это совершенно ясным, поскольку она объясняет ранние (и поздние) эффекты с гораздо более унифицированным и физически разумным подходом, чем модифицированная модель Эберса-Молля, которая просто использует ее почти произвольно. Тогда это сводится к следующему: $V_A=\frac{Q_{B0}}{\frac{1}{V_{BC}}\int_0^{V_{BC}} C_{jC}\left(V\right)~\textrm{d} V}$ .
Но, честно говоря, я бы порекомендовал вам прочитать отличное и очень понятное и физически значимое пошаговое руководство, написанное Яном Гетреу в его «Моделировании биполярного транзистора». Обратите особое внимание на его главу, начинающуюся на странице 69 (Модель GP), а также на Приложение 3 книги. Он начинается с очень простой модели BJT и тщательно проведет вас через весь процесс. И это имеет смысл. GP заставляет VA «выпадать» из физической модели, что очень понятно и не просто взломано как параметр модели. Кажется, его книга доступна на Lulu.com.

Марио · Answer 1

Предполагая, что вы говорите об усилении на низких частотах («усиление по постоянному току»), вывод усиления приведет к выражению вроде

А в "=" г_{м} (р_{о 2} | | р_{о 3})

$Av = g_m (r_{o2} || r_{o3})$ где

g_{m}

$g_m$ — крутизна Q2 или Q3, а

r_{o 2}

$r_{o2}$ и

r_{o 3}

$r_{o3}$ - выходное сопротивление этих транзисторов.

Gm транзистора легко найти

г_{м} "=" \frac{я_{С}}{В_{Т}} В_{Т} "=" \frac{к Т}{д}

$g_m = \frac{I_C}{V_T} \qquad V_T = \frac{kT}{q}$ Выходное сопротивление является свойством транзистора и обычно описывается ранним напряжением.

V_{A}

$V_A$ . Используя раннее напряжение, выходное сопротивление равно

р_{о} "=" \frac{В_{А} + В_{С Е}}{я_{С}} \approx \frac{В_{А}}{я_{С}}

$r_o = \frac{V_A + V_{CE}}{I_C} \approx \frac{V_A}{I_C}$ так как обычно

V_{A} ≫ V_{C E}

$V_A \gg V_{CE}$ . Предполагая, что оба транзистора имеют одинаковый коэффициент усиления

А в "=" г_{м} (р_{о 2} | | р_{о 3}) "=" \frac{я_{С}}{В_{Т}} \frac{В_{А}}{2 я_{С}} "=" \frac{1}{2} \frac{В_{А}}{В_{Т}}

$Av = g_m (r_{o2} || r_{o3}) = \frac{I_C}{V_T} \frac{V_A}{2 I_C} = \frac{1}{2}\frac{V_A}{V_T}$ При раннем напряжении 100 В и kT/q 26 мВ мы получаем коэффициент усиления около 2000.

Можете ли вы рассказать о раннем напряжении и выходном сопротивлении? или направить меня к источнику, где я могу найти связь между ними?
извините, я имел в виду вывод отношения, а не само отношение, которое показано здесь
Вы должны найти все здесь: en.wikipedia.org/wiki/Early_effect

Дифференциальный коэффициент усиления усилителя с токовым зеркалом и БЕЗ НАГРУЗКИ

Харел Нахари

Владимир Краверо

Харел Нахари

Владимир Краверо

Харел Нахари

придурок

придурок

Ответы (1)

Марио

Харел Нахари

Харел Нахари

Марио

Как работает эта транзисторная схема BJT?

Как найти входное сопротивление усилителя с общим эмиттером?

Входное сопротивление выше с общим эмиттером, чем с общей базой?

Вопрос о понимании дифференциального усилителя BJT?

Схема усилителя с тремя каскадами

Почему у нас есть 2 представления для нагрузки (показаны ниже) в усилителе мощности?

Схема транзисторного усилителя (токи)

Усиление в усилителе с общим эмиттером

Проблемы с пониманием выходного сопротивления общего коллектора

Уравнение усиления каскодного усилителя с общим эмиттером с LC-баком