{уравнение (12.21)]. При (fcp)e = 5 кГц оно достигает величины £ш=1,6 мкВ (эфф.) в полосе частот 10 Гц-10 кГц; в полосе частот 0,01-1 Гц £0=1,1 мкВ (эфф.)-5,5 мкВ (двойное амплитудное значение).

Входное напряжение шумов ОУ с ПТ-входом превышает напряжение шумов биполярного усилителя за счет большого вклада зависящего от технологии шума вида 1 . Этот же вид шумов

1000

j3 «

5 ><

0,01

о „

1 °

10 100

Частота/, Гц

Рис 3 12 Типичные спектральные плотности напряжения и тока входных шумов ОУ с ПТ-входоч в соответствии с уравнениями (3 93) и (3 95) для

gm = 0,6 МА/В и /см=1 пА

Компоненты белого шума имеют значение 6,=7,4 пВ/Угц и /„,=0 57 фА/1Гц Напряжение шума вида Uf начинает проявляться на частоте (fcp)e°° Ц- Интегральные напряжение и ток входных шумов в полосе частот 10 Гц-10 кГц составляют £ш = 16 мкВ (эфф) и /ц,=57 фА (эфф), а в полосе частот 0,01-1 Гц их двойное амплитудное значение составляет соответственно 5,5 мкВ и 3 фА

этвечает за большое различие между однотипными усилителями разных изготовителей и даже между различными партиями усилителей одного изготовителя.

Входные токи шумов 1~ш и представляющие собой токи шумов затворов входных ПТ, напротив, сохраняют характер белого шума вплоть до очень низких частот. Спектральная плотность этих токов имеет выражение

i=VW7u, (3.95)

/ш=0,57 фА/уТц при /с„ = 1 пА.

Интегральный входной ток шумов

L = iuiV%4i (3.96)

теет в полосе частот 10 Гц-10 «Гц величину /ш = 57 фА (эфф.), а в полосе частот 0,01-1 Гц /ш = 0,57 фА (эфф.) »3 фА (двойной амплитуды).

В среднечастотном диапазоне, выше 1 кГц, может появиться даже ток аумовгтипа, вызванньнГдифференцированием входного напряжения шумов аразитной емкостью суммирующей точки ОУ (разд 12 2.5).

Заметим, что величина тока широкополосных шумов ОУ с ПТ-входом представляет интерес лишь с академической точки зрения, поскольку она не поддается прямому количественному измерению (гл. 5).

3.3. Примеры проектирования схемы входного каскада

Наряду с функциональными требованиями, которым мы до сих пор следовали, имеются и другие соображения, влияющие на схемное решение входного каскада ОУ. Сюда входят: предполагаемая область применения, динамика в условиях малого и большого сигналов, отсутствие склонности к самовозбуждению, поведение при статическом и динамическом перевозбуждениях, диапазон напряжений питания, температурный диапазон, выходная мощность, надежность, защита от повреждений при различных случайностях, возможность реализации в конкретной технологии, физические размеры, стоимость. Эти дополнительные аспекты определяют разнообразие схемных вариантов выпускаемых типов усилителей.

На приводимых ниже рисунках даны модификации базовой схемы дифференциального каскада, имеющие целью ее улучшение в направлении: 1) увеличения коэффициента усиления,

2) увеличения коэффициента ослабления синфазных сигналов,

3) уменьшения входных токов.

Все представленные модификации имеют одно общее свойство- сохранение эффективной симметрии схемы входного каскада в качестве наилучшей гарантии получения малых значений сдвига и дрейфа.

3.3.1. Активная коллекторная нагрузка

Прямой довод в пользу увеличения усиления входного каскада свыше 1000 - это уменьшение числа каскадов усиления напряжения до двух (входного и выходного). Получение такого коэффициента усиления в базовой конфигурации невозможно; требуемое падение напряжения в коллекторных сопротивлениях в режиме покоя должно было бы составлять несколько десятков вольт.

Одно из решений вопроса - замена коллекторных резисто-)ов на источники тока (рис. 3.13,а). Если эти источники тока

h имеют пренебрежимо малую проводимоость в сравнении с коллекторной проводимостью транзисторов Т\, Гг, то дифференциальный коэффициент усиления

1 = gJ8K =иУк ~ л/фг (3.97)

представленного усилительного каскада достигает типичного -з«ячения-50 В/25-м&= 2000 неззвисимохэт величины тока/.Дл

Рис. 3.13. Дифференциальный усилительный каскад с активной коллекторной

нагрузкой.

Базовая схема (а) должна быть дополнена контуром ОС, связывающим источника рабочих токов h, h с источником тока /. Конкретные схемы б, в, реализующие этот принцип, имеют дифференциальный выход; в схеме г выход однополярный. Биполярные транзисторы Гь Га можно также заменить сдвоеиным ПТ.

практической реализации схемы требуется связать источники тока /ь h с основным источником тока /. Обычно этого добиваются, делая так, чтобы эти источники отслеживали коллекторные токи /кь /К2-

На рис. 3.13,6 [29-31] источники /], /г выполнены на комплементарных транзисторах Гз, Tt. Необходимое смещение для их объединенных баз отводится с использованием контура ООС через переходы база - эмиттер транзисторов Ti, Гб второго комплементарного дифференциального каскада.

На рис. 3.13, е контур ОС замкнут через пассивные компоненты (резисторы Ri, Эта схема имеет один недостаток - уменьшенный коэффициент усиления.

Наиболее часто используемая конфигурация показана на рис. 3.13, г [32]. Контур ОС, замкнутый через эмиттерный повторитель Т, реагирует только на изменения коллекторного тока левого по схеме входного транзн-CTOipa Ti и преобразует их в равные изменения коллекторного тока траизн-