Transistor-Differenzverstärker-Nichtlinearität

In The Art of Electronics 3rd Edition kommentieren die Autoren, wie der Verstärker mit geerdetem Emitter eine stark nichtlineare Antwort hat, da die Verstärkung mit dem intrinsischen Emitterwiderstand zusammenhängt ( R e ), die mit dem Kollektorstrom variiert. Das Hinzufügen einer Emitter-Degeneration ermöglicht es, diese Nichtlinearität zu minimieren (auf Kosten der Verstärkung), indem sichergestellt wird, dass der Emitterwiderstand eher durch den Emitterwiderstand dominiert wird als durch den Emitterwiderstand R e .

Bei der Erörterung des Long-Tailed-Paares heißt es, dass die Emitterwiderstände oft ausgeschlossen werden, was zu einem Ausdruck für die Differenzialmodusverstärkung führt, der davon abhängt R e nur, aber es gibt keine Diskussion darüber, welche Nichtlinearität dies verursachen würde, und bei der Berechnung der Verstärkung wird der Ruhestrom zur Bestimmung verwendet R e , ohne Hinweis darauf, dass ICH C wird (im Allgemeinen) nicht mit dem Ruhestrom übereinstimmen.

Ich habe versucht, online darüber zu recherchieren, aber ich habe keine Erwähnung einer dadurch verursachten Nichtlinearität gefunden, und die Grafik hier (Abb. 12.4) zeigt eine lineare Reaktion über den aktiven Bereich.

Warum tritt im Long-Tailed-Pair keine signifikante Nichtlinearität auf wie im Grounded-Emitter-Verstärker?

Normalerweise befindet sich im Kollektorkreis ein Konstantstromgenerator, also R e würde nicht variieren.

Antworten (1)

Aber wir haben die gleiche Situation wie beim CE-Verstärker. Die Spannungsverstärkung wird als R e variiert mit Kollektorstrom. Dieses Diagramm zeigt uns, wie sich die Differenzspannungsverstärkung gegenüber der Eingangssignaländerung ändert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Für die Simulationszwecke habe ich Rc = 7,5 k und Iee = 1 mA verwendet, also re = 26 mV/0,5 mA = 52. Die differentielle Spannungsverstärkung für Vin = 0 V beträgt 7,5 K/52 = 145 V/V

Wie Sie sehen können, ist die differentielle Spannungsverstärkung nicht linear, weil R e variiert mit dem Kollektorstrom (die Schaltung ist symmetrisch, sodass wir hauptsächlich Oberschwingungen ungerader Ordnung haben).

Und wenn wir jetzt einen Emitter-Degenerationswiderstand hinzufügen, sinkt der Verstärkungsabfall, aber auch die Nichtlinearität.

Gleiche Bedingung (Rc = 7,5k; Iee = 1mA) aber diesmal mit Emitter-Degenerationswiderständen RE = 220Ohm. Also die Verstärkung Av = 7,5k/272 = 27,6V/V .

Die Verstärkung ist jetzt "flacher" gegenüber Änderungen des Eingangssignals, daher haben wir weniger Nichtlinearität.

In der Zusammenfassung bemerken die Autoren jedoch, dass die Emitterwiderstände im Allgemeinen nicht benötigt werden. Gibt es einen Grund dafür, dass diese Nichtlinearität im Long-Tail-Paar toleriert wird, aber nicht im Verstärker mit gemeinsamem Emitter?
Dies hängt von den Anwendungsanforderungen und dem Signalpegel ab. Außerdem wird LTP meistens innerhalb einer negativen Rückkopplungsschleife verwendet.
Transistor-Differenzverstärker-Nichtlinearität
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v