5.6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Для многих областей применения необходим дифференциальный усилитель с высоким входным сопротивлением. В принципе для этого можно было бы использовать биполярные транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона, как показано на рис. 4.32. Однако существенно лучшие результаты для вводного тока, диапазона воспроизводимых частот и характеристик шума могут быть достигнуты при использовании полевых транзисторов.

Типовая схема дифференциального усилителя, выполненного на полевых транзисторах, представлена на рис. 5.14.

Для определения параметров схемы в режиме малого сигнала можно воспользоваться соотношениями, приведенными в разд. 4.7.1. При расчете схемы следует также иметь в виду, что суммарный ток обоих плеч должен выбираться из условия с тем чтобы р-n-переходы затвор-канал оставались запертыми даже при максимальных входных сигналах.

В отличие от биполярных транзисторов передаточная характеристика усилителя на полевых транзисторах в режиме больших сигналов зависит от тока

Рис. 5.14. Типовая схема дифференциального усилителя, выполненного на полевых транзисторах.

Рис. 5.15. Передаточные характеристики дифференциального усилителя, выполненного на полевых транзисторах.

Для ее определения запишем для обоих транзисторов выражения - (5.1) с учетом того, что

Получим следующую зависимость:

Эта зависимость представлена на рис. 5.15 для различных значений Очевидно, что при для получения максимального размаха выходного напряжения требуется входное напряжение тогда как при меньших значениях тока это достигается при меньших входных напряжениях.

Дрейф рабочей точки

В разд. 4.7.4 предполагалось, что температурный коэффициент напряжения база-эмиттер для биполярного транзистора составляет около — и с увеличением рабочего тока несколько уменьшается. Температурный коэффициент напряжения затвор-исток полевого транзистора имеет величину того же порядка, однако

он значительно сильнее зависит от тока канала. Как следует из рис. 5.16, при малых токах этот коэффициент отрицателен, а при больших - положителен. При токе канала он равен нулю.

Рис. 5.16. Зависимость передаточной характеристики полевого транзистора от температуры.

Именно эта величина тока транзистора является наиболее целесообразной для транзисторов дифференциального усилителя, так как дрейф рабочих точек мало зависит от неточности подбора идентичной пары полевых транзисторов.

В соответствии с работой [5.5] ток определяется из соотношения

При таких параметрах рабочей точки для монолитной пары полевых транзисторов можно достичь значений температурного дрейфа порядка

Крутизна полевого транзистора при токе может быть непосредственно определена: подставив (5.14) в выражение (5.2), получим