Differenzpaarausgang zum Spannungsverstärkertransistor

Wie funktioniert das lineare Entwerfen einer Verstärkerstufe wie dieser?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Angenommen, Sie wenden eine Rückkopplung an, die Ausgabe kann durchaus auf Null stabilisiert werden, aber je "falscher" R C ist (bezogen auf die Basis-Emitter-Spannung von Q 3 und Kollektorruhestrom von Q 2 ), desto mehr wird das Differentialpaar von seinem linearen Bereich weggedrückt. Wie wird damit richtig umgegangen? Zweitens heißt es, dass die Spannung v Ö ist abhängig von G M des differentiellen Paares, wie ist das gemeint? Stellen Sie sich vor, zwischen Kollektor und Basis befindet sich ein Kondensator zur einpoligen Kompensation Q 3 wie geht das G M des Differentialpaars die Anstiegsgeschwindigkeit beeinflussen? Das ist alles ein bisschen verschwommen in meinem Kopf, bitte kann mir jemand helfen, es aufzuräumen. Danke

Bearbeiten: Sie können davon ausgehen, dass der Differenzeingang idealerweise 0 ist und an gnd gebunden ist. Bei perfekten Bedingungen von R C die Basisspannung von Q 3 ist genau so zu machen wie nötig v Ö 0V. Aber die geringste Variation von beidem ICH C 2 , R C oder v B E von Q 3 machen das unmöglich. So konnte man Feedback geben v Ö zur Basis von Q 2 . Aber dann verlässt man nach und nach den linearen Bereich des Differentialpaares R C „falsch“ gehen. Wie kann diesem Problem richtig begegnet werden. Und, wie oben gefragt, wie v Ö abhängig von G M des differentiellen Paares?

Edit2: Die Verstärkung der Differenzspannung eines Diff-Paares ist wie folgt:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Als ich wählte R C leicht falsch, ich habe eine konstante Vorspannung ( v D ich F F ) um das zu erreichen v Ö ist 0 (durch Rückmeldung). Wenn nun ein Signal an die Basis des Eingangstransistors angelegt wird, v D ich F F bereits versetzt und damit weiter in den nichtlinearen Bereich gedrängt. Wie kann dies vermieden werden?

Edit 3: Das Problem könnte man auch so beschreiben: Null Output durch Feedback zu bekommen, wird es geben v ich D 0 Dies würde die Linearität des Diff-Paares verringern , da die zu verstärkende Eingangsspannung eher um einen Punkt links oder rechts davon alternieren würde X = 0 und daher in einem nichtlineareren Bereich liegen. Je schlechter der Kollektorwiderstand von Q2 ausgerichtet ist, desto mehr leidet die Linearität. Wie kann dies möglicherweise vermieden werden, ohne die Transistorspezifikation mit einer Lupe betrachten zu müssen, sondern es für verschiedene Transistoren funktionieren zu lassen?

Eine weitere Hauptfrage ist, wie der Kompensationskondensator von der abhängig ist G M des Diff-Paares. Wie hängen sie zusammen?Eigentlich sollten dies BJTS im Gegensatz zu FETs sein

Die FETs sind eigentlich BJTs

Ich weiß nur, dass dies etwas mit der Anstiegsgeschwindigkeit zu tun hat, aber ich kann anscheinend nicht herausfinden, was genau.

Wo ist der Eingang?
Normalerweise ist die Eingabe Basis von Q 1 aber für diese Angelegenheit ist dies nicht wichtig. Siehe Bearbeiten.
Wenn beide Basen mit Masse verbunden sind, scheint eine Rückkopplung (mehr oder weniger per Definition) unmöglich zu sein, daher gehe ich davon aus, dass die Anwendung von Rückkopplung das Entfernen der Erdverbindung beinhalten wird. Wenn ich die Schaltung nicht falsch verstehe, führt das Anwenden von Feedback von Vo auf die Basis von Q2 zu einem positiven Feedback, und Ihre Beschreibung ist korrekt. Der naheliegende Weg, das Problem zu beheben, besteht also darin, stattdessen Feedback an Q1 zu geben.
Ach ja, natürlich Feedback an die andere Basis. Die Linearität leidet jedoch, da die beiden Eingangsbasen etwas unsymmetrisch vorgespannt sind, dh auf 0 V v Ö vdiff ist ungleich 0, daher werden weitere Signalunterschiede nicht so linear verstärkt, als ob keine Verzerrung vorhanden wäre. Wie vermeidet man das am besten?
@JJstcool: Unwucht (Asymmetrie) ist NICHT identisch mit Nichtlinearität. Was ist Ihr primäres Ziel? Verstärkung von Spannungsdifferenzen (beide Eingänge genutzt)? Große einseitige Differenzverstärkung? Oder DC-Vorspannung mit Vo = 0 V?
@LvW Mein Hauptziel ist es, die zugrunde liegenden Effekte dieser Art von Verstärkungsstufe zu verstehen und somit eine möglichst lineare Stufe am besten zu entwerfen. Es sollte eine hohe Verstärkung haben, um eine Verstärkung für die Rückkopplung und einen Eingang für das Signal zu haben. Es ist für Audio
@jjstcool: Warum nicht R (koll. Widerstand von Q3) auf Vo = 0 einstellen?
@jjstcool: Ich denke, Sie stehen vor einer ähnlichen Aufgabe wie das Opamp-Design. Daher meine Frage: Benötigen Sie eine DC-Verstärkung? Denken Sie an opamp-basierte Verstärker: DC-Rückkopplung stabilisiert den Arbeitspunkt (reduziert Offset-Probleme) und reduziert gleichzeitig die Verstärkung. Aber es sollte möglich sein, - wenn es Ihren Anforderungen entspricht - zwischen Gleich- und Wechselstromrückkopplung zu unterscheiden.
@LvW: Zuerst danke, dass du mir geholfen hast, das zu verstehen. Du hast recht, ich ändere entweder R von Q3, oder R C von Q2. Ich habe nicht daran gedacht R C Q 3 . Aber beide Maßnahmen werden den Q-Point wahrscheinlich nicht gegen zB Temperaturdrift stabilisieren. Meine Idee war, einen Emitterwiderstand für Q3 einzufügen. Aber es fällt mir schwer herauszufinden, welchen Weg ich gehen muss, um die beste Leistung in Bezug auf Linearität (und natürlich Stabilität) zu erzielen. Außerdem wäre es großartig, nicht mit einem Mikroskop in die Spezifikation des BJT schauen zu müssen, um seine spezifischen Parameter herauszufinden. Ich würde lieber einen generischen Weg bevorzugen, um das Problem am besten zu lösen
Zitat: "Ich weiß nur, dass das was mit der Anstiegsgeschwindigkeit zu tun hat,...". Ja - dieser Kompensationskondensator bestimmt die Anstiegsgeschwindigkeit des Verstärkers, der wie eine der einfachsten Versionen eines Operationsverstärkers aussieht.

Antworten (1)

Zunächst gibt es eine gewisse Asymmetrie, die durch den Basisstrom für Q3 verursacht wird. Als Ergebnis können Vc1 und Vc2 nicht gleich sein. Natürlich muss Rc richtig gewählt werden, um den richtigen Vorspannungspunkt für Q3 zu ermöglichen.

Die einseitige Differenzverstärkung (bezogen auf die Basis von Q1) des Hauptverstärkers ist Ad = +gm*Rc/2 . Somit spielt die Steilheit gm - eingestellt durch die Stromquelle I1 - eine Hauptrolle.

Es überrascht nicht, dass jede Änderung von Ic und/oder Rc den Vorspannungspunkt für Q3 und die Ruhespannung Vo beeinflusst. Dies ist ein klassischer „Offset“-Effekt. Sie sollten jedoch nicht versuchen, eine Spannung vom Vo-Knoten zur Basis von Q2 zurückzuspeisen. Dies würde zu einer POSITIVEN Rückkopplung (Instabilität) führen. Aber ein Rückkopplungspfad zur Basis von Q1 sollte funktionieren. Allerdings wird natürlich die Verstärkung der gesamten Schaltung beeinflusst.

Ja, wie ich oben sagte, habe ich fälschlicherweise den falschen Eingang für Feedback ausgewählt. Aber seht ihr mein Problem? Siehe Bearbeiten 2.