Эквиваленты диодов и транзисторов

Идеальный диод. Полупроводниковые диоды не пригодны для выпрямления малых сигналов. Это обусловлено тем, что для появления проводимости кремниевым диодам требуется напряжение прямого смещения около 0,7 В, а германиевым — около 0,3 В. Если диод включить на выходе ОУ, то пороговые напряжения диодов будут уменьшены в Kу.и раз, где K_у-u — коэффициент усиления ин­тегральной микросхемы. В результате этого диод начинает прово­дить при входных сигналах в несколько милливольт.

Первая схема на рис. 2.22 имеет коэффициент усиления, равный единице. Во второй схеме коэффициент усиления можно менять при изменении сопротивлений резисторов Kу.и = 1 + R₂/R₁.

Управляемый идеальный диод. Для настройки схемы на вход ОУ следует подать напряжение смещения ±304-50 мВ. Это смещение необходимо для выравнивания разбросов падения напряжения на диодах. В сбалансированной схеме при отрицательной полярности входного напряжения на выходе остается нуль. При входном напря­жении 10 В на выходе будет приблизительно 1 мВ. Для положитель­ного входного напряжения схема работает как диод в прямом на­правлении. Коэффициент усиления схемы равен Rd(Ri+R₂). Выход­ной ток схемы определяется сопротивлением резистора R1. Для уве­личения выходного тока необходимо поставить два транзистора. Транзистор VT1 (рис. 2.23) разгружает интегральную микросхему от большого тока при отрицательной полярности входного сигнала. Положительная полярность входного сигнала проходит через тран­зистор VT2. Он же определяет выходной ток. В транзисторной схеме коэффициент усиления равен 0,99. Для уменьшения шумового сигна­ла на выходе параллельно диоду VD1 следует включить конденса­тор, уменьшающий граничную частоту работы схемы. Без конденса­тора граничная частота равна 200 кГц.

Рис. 2.22

Рис. 2.23

Рис. 2.24

Стабилизация характеристик транзисторов. Применение ООС для транзисторов, у которых выходные характеристики сильно изме­няют свою форму с увеличением базового тока, позволяет значитель­но улучшить эти характеристики. Схема устройства приведена на рис. 2.24, а. На рис. 2.24,5 приведены характеристики транзистора без ОС, а на рис. 2.24, в — с учетом элементов ОС. В результате этого коэффициент передачи транзистора изменился с 60 на 10 при коллекторном напряжении 20 В. На рис. 2.24, г приведены характе­ристики с уменьшенным эмиттерным сопротивлением. Коэффициент передачи транзистора в этом случае равен 20.