[Ascold 0]

Здравствуйте! Начал изучать схемотехнику по Хоровицу и Хиллу. С токовым зеркалом как таковым вопросов нет:

потенциалы баз одинаковы, если же транзисторы в линейном режиме, то с точностью до дисбаланса токов базы и эффекта Эрли, который делает горизонтальные участки выходных характеристик чуть наклонными, коллекторный ток Т2 будет равен коллекторному току Т1 независимо от сопротивления нагрузки.

Однако далее Хоровиц и Хилл говорят о "красивом решении" коллекторной нагрузки диф. каскада, если туда поставить токовое зеркало. На первый взгляд, так оно и есть: токовое зеркало как источник тока имеет высокое дифф. сопротивление, что придаст каскаду большой коэффициент дифф. усиления Kдифф=Rк/2Rэ.

Объяснения работы такой схемы, которые мне встречались, опираются  на фразу о высоком дифференциальном сопротивлении зеркала. Но смотрю внимательно, и вырисовывается немного другая картина: потенциал базы Т3 ведь меняется?

Пусть потенциал эмиттера Т1 растёт, тогда Т1 и Т2 приоткрываются и призакрываются соответственно.

Пусть в начальный момент состояние Т1 соответствовало точке P на характеристике. Будь Uкэ=const, с ростом входного сигнала транзистор перешёл бы в точку Q, однако на самом деле(он же приоткрывается - сопротивление между коллектором и эмиттером падает, причём сильно, значит, и напряжение на коллекторе должно упасть(попадаем куда-то в точку R), значит падает потенциал базы Т3 и ток зеркала увеличивается, что приводит к сильному росту потенциала коллектора Т2(ток возрос и сопротивление призакрывающегося Т2 возросло). 

Прав я, или это нужно объяснять иначе?

А с другой стороны, приоткрывание Т1 влечёт за собой приоткрывание Т3 - падение уже его сопротивления между базой и эмиттером, ведь входная характеристика Т3 напоминает диодную, т.е. нельзя исключить, что  сопротивление Т3 начнёт падать примерно так же, как и Т1, что приведёт к неизменности потенциала точки В - коллектора Т1, а также тока зеркала? Потенциал точки А, конечно, тоже меняется, но не сильно, значит, в плане напряжения источник тока "не портит" картину распределения напряжения между T1-T3.

Изменено 3 ноября, 2023 пользователем Ascold
добавление

[ChristinaChadzynski 1]

On 11/4/2023 at 1:32 AM, Ascold said:

напряжение на коллекторе должно упасть

Тут Вы уже путаете с режимом большого сигнала (по синф. напряжению). Который вовсе не должен совпадать с большим током ДК.

On 11/4/2023 at 1:32 AM, Ascold said:

значит падает потенциал базы Т3

Нет, не значит, или имеются в виду милливольты от тока ДК?

On 11/4/2023 at 1:32 AM, Ascold said:

т.е. нельзя исключить, что  сопротивление Т3 начнёт падать примерно так же, как и Т1

Т1 - генератор тока, Т3 - КЗ (ну или старается им быть).

[Plain 168]

9 часов назад, Ascold сказал:

или это нужно объяснять иначе?

Что "это"? Вы изначально полсхемы отрезали.

И вообще-то, у ХХ сказано, в чём конкретно красота схемы, что конечный Ку ОЭ ограничен конечным сопротивлением нагрузки, но можно ещё добавить, что её нагрузка может быть любой, как замкнутой, так и разомкнутой.

Усиление по току равно h21 транзистора диффпары, а усиление по напряжению ограничено эффектом Эрли, и у ХХ об этом сказано, т.е. логично додумать, что лёгкое идеализирование, посредством добавления каскода, позволит Ку по напряжению сумматора токов, каковым является соединение коллекторов, взлететь до обещанных математикой высот — не бесконечность, разумеется, но порядка 1 млн легко.

[Ascold 0]

3 часа назад, ChristinaChadzynski сказал:

Тут Вы уже путаете с режимом большого сигнала (по синф. напряжению). Который вовсе не должен совпадать с большим током ДК.

Нет, не значит, или имеются в виду милливольты от тока ДК?

Т1 - генератор тока, Т3 - КЗ (ну или старается им быть).

1)Транзистор Т1 приоткрывается, пусть и чуть-чуть(сопротивление между коллектором и эмиттером падает). По какой причине не будет происходить уменьшения его коллекторного напряжения?(одно предположение я выдвинул - чуть подскочивший вслед за этим ток зеркала мгновенно скомпенсирует падение потенциала точки В, а так как эта ООС действует мгновенно, ток коллектора Т1 и зеркала меняться не будет. Это верно?)

2)Если первое верно, то потенциал базы Т3 хоть чуть-чуть, но упадёт(и окажет своё влияние на ток зеркала: феноменологическая моделька Эберса-Молла говорит, что для увеличения тока коллектора в 10 раз надо увеличить Uбэ всего на 60 мВ). Если (1) неверно, тогда нет, ибо потенциал коллектора Т1 равен потенциалу базы, и следовательно, задаёт ток зеркала. С другой стороны, транзистор Т1 тоже попытается выставить в зеркале ток, равный своему коллекторному.

3)Почему Т3- КЗ? Напряжение база-эмиттер Т3 невелико, но весьма малые его изменения приводят к большому изменению тока эмиттера, а с ним и коллектора Т3.

 

 

1 час назад, Plain сказал:

Что "это"? Вы изначально полсхемы отрезали.

И вообще-то, у ХХ сказано, в чём конкретно красота схемы, что конечный Ку ОЭ ограничен конечным сопротивлением нагрузки, но можно ещё добавить, что её нагрузка может быть любой, как замкнутой, так и разомкнутой.

Усиление по току равно h21 транзистора диффпары, а усиление по напряжению ограничено эффектом Эрли, и у ХХ об этом сказано, т.е. логично додумать, что лёгкое идеализирование, посредством добавления каскода, позволит Ку по напряжению сумматора токов, каковым является соединение коллекторов, взлететь до обещанных математикой высот — не бесконечность, разумеется, но порядка 1 млн легко.

Вроде, ничего не отрезал - скопировал из книжки рисунок как есть. Высокоомная нагрузка и цепи смещения подразумевается, конечно. Важно определить, меняется ли потенциал точки В постоянным при наличии дифференциального входного сигнала или нет, и почему? Каскод пока добавлять не будем, любопытно, как ведёт себя потенциал точки В именно в таком варианте.

Про ограничение коэффициента усиления эффектом Эрли - Вы имеете ввиду небесконечность диф. сопротивления токового зеркала как источника тока в коллекторной нагрузке? Но именно с этого я начал тему: не хочу рассуждать формально, хочу разобраться, как будут меняться токи и потенциалы при поступлении диф. сигнала.

В общем, чего бы я хотел получить от уважаемых участников форума: обоснованного рассуждения о том, будет ли меняться потенциал точки В и ток зеркала при появлении диф. сигнала.

Изменено 4 ноября, 2023 пользователем Ascold

[Точка Опоры 30]

49 minutes ago, Ascold said:

будет ли меняться потенциал точки В и ток зеркала при появлении диф. сигнала.

Будет, но пренебрежимо мало. Т.к.

50 minutes ago, Ascold said:

для увеличения тока коллектора в 10 раз надо увеличить Uбэ всего на 60 мВ

Из этого мы видим, что Т1 нагружен на К.З. (по крайней мере - по переменному току, dVb/dIc1 ~ dVb/dIc3 -> 0).

[HardEgor 66]

14 часов назад, Ascold сказал:

Начал изучать схемотехнику по Хоровицу и Хиллу. С токовым зеркалом как таковым вопросов нет:

Рекомендую найти И. Достал "Операционные усилители", там всё подробнее разбирается.

http://publ.lib.ru/ARCHIVES/D/DOSTAL_Irji/Operacionnye_usiliteli.[djv-fax].zip

[Plain 168]

3 часа назад, Ascold сказал:

будет ли меняться потенциал точки В

Естественно будет. Какую фразу из ХХ Вы посчитали обещанием обратного? Высокое сопротивление не синоним бесконечного.

3 часа назад, Ascold сказал:

хочу разобраться, как будут меняться токи и потенциалы

Это всё описывается известными уравнениями, в ХХ они тоже есть, и симуляторы работают по ним, можно там всё рассмотреть.

[Ascold 0]

7 часов назад, Plain сказал:

Естественно будет. Какую фразу из ХХ Вы посчитали обещанием обратного? Высокое сопротивление не синоним бесконечного.

Это всё описывается известными уравнениями, в ХХ они тоже есть, и симуляторы работают по ним, можно там всё рассмотреть.

У Хоровица и Хилла есть уравнение Эберса-Молла и рассуждения про бету, а также отсечку и насыщение. Что касается симуляторов, то насколько я знаю, в микрокапе у транзистора существует эквивалентная схема(не столько физическая, сколько рассчётная), у которой больше 20 параметров.

Хотя, кажется, я(не без сторонней помощи) понял, в чём дело: пусть потенциал базы Т2 фиксирован, а Т1 - растёт. Транзистор Т1 пытается приоткрыться, Т2 - призакрыться, потенциал точки В чуть падает, ток зеркала чуть возрастает в обеих плечах. При этом суммарный ток плеч зеркала равен почти неизменному току источника тока, т.е. источник тока будет препятствовать коллекторному току Т4 нарастать тоже, тогда как транзистор Т4 по мере роста потенциала точки  in  будет стараться открыться. Это приведёт к тому, что он начнёт двигаться к состоянию, близкому к насыщению, отберёт часть базового тока Т3 на себя, но в итоге сильно уменьшит своё напряжение Uкэ, что приведёт к существенному росту напряжения на коллекторе Т2, а токи плеч особо меняться не будут.

Изменено 4 ноября, 2023 пользователем Ascold
дополнение

[ChristinaChadzynski 1]

On 11/4/2023 at 1:20 PM, Ascold said:

По какой причине не будет происходить уменьшения его коллекторного напряжения?

А с чего бы?)

On 11/4/2023 at 1:20 PM, Ascold said:

3)Почему Т3- КЗ? Напряжение база-эмиттер Т3 невелико, но весьма малые его изменения приводят к большому изменению тока эмиттера, а с ним и коллектора Т3.

Вот потому оно и не меняется)