1/ Nguyên tắc chung phân cực Tranzitor
4.3.4. Bộ khuếch đại vi sai
Nhiều các thiết bị điện tử đòi hỏi một bộ khuếch đại đầu vào có chất lượng cao, làm việc ổn định ( dòng ra phải ổn định dưới sự tác dụng của nhiệt độ ) và khả năng chống nhiễu cao. Bộ khuếch đại vi sai đã đáp ứng được các yêu cầu đó
1/ Mạch điện
Tầng khuếch đại vi sai làm việc theo nguyên tắc cầu cân bằng song song 2 nhánh cầu là 2 điện trở RC1 và RC2
2 nhánh cầu còn lại của cầu là 2 Tranzitor Q1 và Q2 được chế tạo trong cùng một điều kiện nên tham số giống nhau
Q3 và Q4 và R1 R2 tạo thành mạch ổn định dòng điện ( thường được gọi là gương dòng điện) giữ cho dòng IE1 và IE2 của Q1, Q2 luôn luôn ổn định khi nhiệt độ thay đổi để mạch làm việc ổn định
Nguồn cung cấp gồm 2 nguồn EC1 và EC2 mắc nối tiếp nhau, điểm giữa nối mass thường EC1 = EC2.
Hình 4.13. a, Mạch khuếch đại vi sai b, Mạch khuếch đại vi sai rút gọn
Tín hiệu đưa và tầng khuếch đại vi sai có thể từ 2 nguồn riêng biệt hoặc từ một nguồn và có thể đấu như hình trang sau.
Hình 4.14. a, Tín hiệu đưa vào một đầu vào b, Tín hiệu đưa vào 2 đầu vào
Tín hiệu ra có thể lấy ra bằng 2 cách:
+ Kiểu không đối xứng Ura1 = UC1 lấy ra giữa cực C của Q1 và điểm mass Ura2 = UC2 lấy ra giữa cực C của Q2 và điểm mass
2/ Khả năng làm việc ổn định của tầng khuếch đại vi sai
- Xét nguyên lý làm việc của mạch ổn dòng. Trong đó Q4 đấu thành Điôt để ổn định nhiệt cho Q3
- Nếu ta bỏ qua IB rất nhỏ so với IE3
IE3 = IE = IE1 + IE2 UBEQ3 + IE.R3 =I1.R2 + UBEQ4 Với I1 = 2 4 2 1 2 1 2 C BEQ C E U E R R R R − ≈ + + 1 1 4 3 3 . BE BE E I R U U I R + − ⇒ =
Từ (2-3) ta suy ra : I1R2 >> UBE4 –UBE3
- Do IE được xác định chủ yếu bởi độ lớn của R1, R2, EC2. Đây là các phần tử không phụ thuộc nhiệt độ. Do vậy có thể coi IE không phụ thuộc vào nhiệt độ.
- Mặt khác ta thấy UBE3 và UBE4 phụ thuộc vào nhiệt độ nhưng IE phụ thuộc vào hiệu của 2 điện áp đó, khi nhiệt độ thay đổi UBE3 và UBE4 thay đổi cùng gia số. Do vậy sự phụ thuộc của IE vào nhiệt độ là không đáng kể.
- Tổng hợp lại: IE có trị số ổn định – hầu như không phụ thuộc vào nhiệt độ do vậy mạch khuếch đại vi sai làm việc ổn định.