4.7.4. НАПРЯЖЕНИЕ РАЗБАЛАНСА

У двух транзисторов при равных токах напряжения база-эмиттер отличаются незначительно. Поэтому разность выходных напряжений не в точности равна нулю при Напряжение разбаланса представляет собой разность входных напряжений, которую необходимо приложить для того, чтобы выполнялось равенство Если использовать пару транзисторов, выполненную в едином кристалле, и хорошо подобранную пару коллекторных сопротивлений, то типовое значение напряжения разбаланса будет находиться в пределах нескольких милливольт.

Рис. 4.36. Дифференциальный усилитель с установкой нуля.

В некоторых случаях эта величина может быть больше. Имеются различные возможности приведения к нулю напряжения разбаланса дифференциального усилителя (рис. 4.36).

Если необходим только один вход, то к другому входу можно приложить постоянное напряжение и тем самым скомпенсировать напряжение разбаланса. Для этой цели служит потенциометр Для удобства установки малых напряжений дополнительно подключают необходимый делитель напряжения. Если требуются оба входа, то различие между напряжениями эмиттер-база устраняют с помощью эмиттерных сопротивлений. Для этого служит потенциометр Правда, одновременно он обеспечивает отрицательную обратную связь по току аналогично резистору изображенному на рис. 4.35. Если это нежелательно, то сопротивление потенциометра выбирается меньше, чем Третья возможность выравнивания напряжений база-эмиттер состоит в том, чтобы обеспечить различные значения

коллекторного тока. Для этого служит потенциометр Если, например, установить движок этого потенциометра ближе к левому выводу, то сопротивление резистора в коллекторе будет больше, чем такое же сопротивление в цепи Благодаря этому оба напряжения станут равными и коллекторный ток будет меньше, чем коллекторный ток Таким образом, уменьшится по отношению к Этим способом можно отрегулировать напряжение разбаланса до нуля. Для компенсации первоначального напряжения разбаланса, составляющего, например, необходимо обеспечить, согласно формуле (4.40), отношение токов при отсутствии сигнала, равное

Установка нуля с помощью потенциометра удобнее, чем такая же регулировка с использованием Поэтому потенциометр иногда выводят на панель управления.

Дрейф напряжения разбаланса

При неизменном коллекторном токе и повышении температуры напряжение база-эмиттер каждого транзистора уменьшается на на каждый градус. Это эквивалентно тому, что напряжение синфазного сигнала величиной на градус прикладывается ко входу дифференциального усилителя, построенного на транзисторах с нулевым температурным коэффициентом. Оно появляется на выходе усиленным в раз как дрейф выходного напряжения. Чем больше ослабление синфазного сигнала, тем меньше дрейф выходного напряжения. Следовательно, температурный дрейф усиливается значительно меньше, чем разность входных напряжений. На этом основано применение дифференциальных усилителей в качестве усилителей постоянного тока.

При равных коллекторных токах два транзистора одного типа никогда не имеют абсолютно одинаковых температурных коэффициентов. В связи с этим наряду с напряжением синфазного сигнала появляется разностное напряжение дрейфа, которое по сравнению с величиной на градус может быть уменьшено на несколько порядков. Как и полезный сигнал, оно усиливается в раз. Для получения малого дрейфа необходимо, чтобы два наиболее близких по своим параметрам экземпляра транзисторов работали при одинаковой температуре. Наиболее просто это реализуется с помощью пары транзисторов, выполненных в едином кристалле (сдвоенных монолитных транзисторов). В то время как в паре отдельных транзисторов дрейф напряжения разбаланса достигает в сдвоенных транзисторах он составляет

Температурный коэффициент напряжения база-эмиттер незначительно зависит от коллекторного тока. Он уменьшается на при увеличении тока в 10 раз, т. е. напряжение возрастает на Следовательно, дрейф напряжения разбаланса изменяется на если вариация составляет На основании этого можно несколько уменьшить дрейф напряжения разбаланса дифференциального усилителя путем выбора величин коллекторных токов, незначительно отличающихся друг от друга. Однако при этом напряжение разбаланса нельзя регулировать путем изменения коллекторных токов, так как может увеличиться дрейф.