Курсовая работа: Базисные структуры электронных схем
; (3)
– для каскада с общим стоком:
. (4)
Независимо от способа включения транзистора в широком диапазоне частот передаточную функцию каскада можно представить в следующем приемлемом для практики виде
, (5)
где 
– коэффициент передачи каскада, определяемый одним из соотношений (1–4); 
– постоянная времени каскада, которая в зависимости от типа транзистора определяется одним из соотношений:
,(6)
, (7)
где 
– коэффициент передачи эмиттерного тока; 
, 
– дифференциальные сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов; 
– объемное (эквивалентное) сопротивление области базы; 
– граничная частота передачи тока эмиттера; 
– емкость коллекторного перехода – для биполярных транзисторов; S – крутизна стоко-затворной характеристики; Rи – дифференциальное сопротивление участка цепи сток-исток; 
, 
– выходная и проходная емкости – для полевых транзисторов.
Из методических соображений отметим, что в этом случае уменьшается коэффициент передачи любой из схем, но также и увеличивается диапазон рабочих частот. Этот качественный вывод входит в структуру языка аналоговой схемотехники. Достаточно часто с целью упрощения и унификации математических соотношений используется понятие эквивалентной крутизны
или 
(8)
и эквивалентного сопротивления нагрузки
или 
. (9)
Тогда
.(10)
В каскадах с разделенной нагрузкой (рис. 4)
а) б)
Рис. 4. Каскады с разделенной нагрузкой:
а) на биполярном и б) полевом транзисторах
Существует достаточно простая связь между соответствующими коэффициентами усиления которая практически всегда упрощает математические преобразования в обобщенных структурах.
, (11)
Отметим достаточно важные для формирования критериев синтеза структур следующие из приведенных соотношений свойства простейших каскадов. Во-первых, независимо от способа увеличения коэффициента передачи инвертирующего или неинвертирующего каскада пропорционально уменьшается его диапазон рабочих частот. Во-вторых, уменьшение постоянной времени () и, следовательно, расширение диапазона рабочих частот за счет увеличения рабочего тока и напряжения имеет определенный и достаточно часто технологический предел. Наконец, каскады с разделенной нагрузкой даже при равенстве соответствующих коэффициентов передачи не могут обеспечивать одинаковые частотные свойства.
2. Дифференциальные усилители
Среди разнообразных базовых узлов функциональных устройств, СФ блоков и аналоговых микросхем среднего уровня интеграции особое место занимают дифференциальные усилители, которые являются базовыми активными элементами более сложных аналоговых и дискретно-аналоговых модулей СнК. Эволюционное развитие схемотехники и технологии этих активных элементов привело к созданию узкоспециализированных, но достаточно дешевых кристаллов либо IP блоков, выполняющих функции операционных усилителей и видеоусилителей.
Современные операционные усилители также представляют собой наиболее массовый класс аналоговых микросхем, который подразделяется на ОУ широкого применения, микромощные ОУ, малошумящие ОУ и высокоскоростные ОУ. Отличие их основных параметров обеспечивается не только применением специальных схемотехнических решений, но и потребляемым от источников питания током (рис. 5–7).
Рис. 5. Шумовые свойства операционных усилителей
Рис. 6. Частотные свойства операционных усилителей
