Amplificatoare de Curent Continuu

AMPLIFICATOARE DE CURENT CONTINUU

1. Generalităţi

Amplificatoarele de curent continuu sunt acele amplificatoare a căror bandă de trecere se extinde în domeniul frecvenţelor joase până la componenta continuă, respectiv până la frecvenţa zero. Ele sunt capabile să amplifice atât semnale lent variabile, cât şi semnale care se extind în domeniul frecvenţelor înalte până la o frecvenţă superioară limită dorită.

Aplicaţiile acestor amplificatoare sunt variate: instalaţii de automatizări, echipamente de calcul analogic, aparatură de măsurare şi control etc.

Din categoria acestor amplificatoare fac parte : amplificatoarele cu cuplaj direct, amplificatoarele diferenţiale şi amplificatoarele operaţionale.

2. Amplificatoare cu cuplaj direct

Pentru a se transmite componenta de curent continuu trebuie eliminate condensatoarele din elementele de cuplaj, folosind în locul lor elemente rezistente, deci cuplaje RR. În această situaţie apar două aspecte caracteristice:

- etajele trebuie să fie astfel polarizate încât deşi pe baza celui de-al doilea tranzistor se transmite practic potenţialul de colector al primului tranzistor, tensiunile relative bază-emitor (de deschidere) să fie asigurate. Aceasta se poate realiza prin ridicarea corespunzătoare a potenţialului de emitor al celui de-al doilea tranzistor;

- prin cuplajul rezistor dintre etaje se transmit nu numai semnalele utile, ci şi variaţiile accidentale ale punctelor de funcţionare, datorită, de exemplu, temperaturii mediului ambiant. Aceste variaţii sunt amplificate şi pot apărea la ieşire, alături sau chiar în lipsa semnalului de intrare. Acest fenomen nedorit, numit derivă, poate fi micşorat prin anumite măsuri constructive, una din ele fiind folosirea etajelor diferenţiale.

Uneori se apreciază deriva printr-o mărime fictivă numită derivă de intrare. Aceasta reprezintă variaţia de tensiune care ar trebui aplicată la intrare pentru a compensa deriva de ieşire. Deriva poate apărea din următoarele cauze: variaţia de temperatură a parametrilor tranzistorului, curentul rezidual ICB, tensiunea de intrare UBE, parametrii hibrizi, ca şi instabilitatea tensiunii de alimentare, îmbătrânirea componentelor de circuit etc.

Amplificatoarele de curent continuu cu elemente discrete sunt folosite din ce în ce mai puţin, locul lor fiind luat de circuite integrate liniare.

3. Amplificatoare diferenţiale

Pentru micşorarea până la eliminare a derivei pot fi folosite montajele simetrice sau diferenţiale. Un astfel de montaj este reprezentat în figura 1.a. El este alcătuit din două tranzistoare, teoretic identice, având elemente de polarizare respectiv egale.

Acestea nu figurează în schemă neavând un rol activ de funcţionare. Tranzistoarele au rezistenţele de colector respectiv egale şi rezistenţa de emitor comună. Prin intermediul acesteia se observă că semnalul de intrare al fiecăruia dintre tranzistoare se regăseşte în colectorul celuilalt amplificat şi cu acelaşi semn ca şi semnalul de intrare, deoarece parcurge două etaje de amplificare care nu schimbă faza, CC şi BC.

În adevăr, semnalul e1, aplicat pe baza lui T1, se regăseşte în emitorul lui T1 în fază şi de acolo în colectorul lui T2 tot în fază amplificat. Acelaşi lucru se petrece cu semnalul e2 aplicat pe baza lui T2, care se regăseşte pe traseul BT2 – ET2 – ET1 – CT1 în colectorul lui T1 amplificat şi în fază. În acelaşi timp, în fiecare colector se obţine semnalul propriu de intrare, amplificat, dar cu faza opusă.

În consecinţă, tensiunile rezultate V1 şi V2 de la ieşirile (colectorii) celor două tranzistoare vor fi alcătuite din cele două componente. În funcţie de scopul urmărit se aplică semnale egale sau diferite, pe una din intrări, pe ambele sau între ele şi se culeg semnale dintr-unul din colectori, din ambele sau între ele.

De fapt, denumirea amplificatorului de diferenţial provine din faptul că aplicând semnale diferite pe cele două intrări, între cele două ieşiri se obţine o tensiune proporţională cu diferenţa acestor semnale de intrare.

Pentru analizarea schemei se recurge la circuitul echivalent cu parametrii hibrizi, cu simplificarea acceptată în practică h22, h12, neglijabil ( 0). În felul acesta se obţine circuitul reprezentat în figura 1.b.