Étape 8: renseignements sur les comparateurs
Je l’ai déjà dit que le cœur de ces comparateurs est l’amplificateur différentiel, plus précisément la paire à longue queue. Ce qui c’est qui ? J’ai aussi mentionné qu’un ampli diff. amplifie la différence entre deux tensions. La paire à longue queue est un type courant d’ampli diff. qui tire son nom de la résistance ou autre limiteur de courant qui ont des queues hors de deux transistors (ou tubes à vide). La première image montre une paire de longues queue base faite à l’aide de 2 transistors et 3 résistances. La résistance de queue se connecte aux émetteurs des transistors ; Il devrait être plus grande que les deux résistances qui relient les collecteurs à Vcc. Ces deux résistances doivent être égales. Voici une explication (très) simple :
Quand les deux entrées sont à la même tension exacte, nous allons dire 1/2 SCR, les transistors sont « sur » la même quantité de courant égal s’écoule à travers eux et dans la résistance de queue. Il y a une chute de tension sur les deux collectionneurs, mais la différence de tension entre les deux est 0. Lorsque la tension d’une seule entrée s’élève à certains, ce transistor devient « plus » donc plus de courant peut circuler à travers, augmenter la tension sur les émetteurs et baisse de la tension du collecteur plus. Cette montée en tension émetteur crée « reflux » dans l’autre transistor dont il s’éteint plus. Quand ce transistor s’éteint, moins courant traverse alors la tension à ses hausses de collecteur. Alors maintenant la différence entre les tensions deux collecteur est très grande, en raison d’une faible variation de la tension d’entrée.
Comme je disais, base. Il y a quelques problèmes avec le circuit: 1. des différences de faible valeur dans les résistances collector déséquilibre la sortie. 2. le résultat est une différence de deux signaux, il faut un signal de sortie unique. 3. quand l’ave de tensions d’entrée très proches, la différence de tension de sortie devient très faible. Comment résoudre ces problèmes ? Eh bien, il y a deux façons simples d’améliorer la conception. On amplifie l’entrée et l’autre amplifie la sortie, tout en résolvant également les autres questions.
Commençons par l’amplification de la sortie. Entrez le miroir actuel. Dans la deuxième image vous pouvez voir que la base miroir actuel est composé de 2 transistors PNP, dont a son collectionneur et base branchée, une résistance de lier le collecteur de ce transistor à terre et une sortie du collecteur du transistor. Le miroir actuel limite le courant de gauche (sur cette image) à l’actuel qui circulent dans le côté droit. Le transistor avec sa base et le collecteur attachés ensemble actes comme du côté du contrôle. Lorsque la résistance diminue la tension vers le sol, le transistor se met à tourner parce que la tension de sa base est son abaissement. Puis courant commence à s’écouler à travers le transistor qui élève la tension de base jusqu'à ce qu’il y a un équilibre entre la quantité de courant traversant le transistor et la résistance. Les bases des deux transistors sont reliés alors le deuxième transistor tourne aussi sur mais seulement jusqu’au montant que le premier est à. Ainsi, le courant du deuxième transistor est limité pour le courant traversant le transistor de commande. Comment cela aide-t-il l’ampli diff ?
Tout d’abord, il aide à équilibrer le courant collecteur des transistors car le courant d’un côté est activement limité par le courant de l’autre côté. D’autre part, il donne une seule sortie terminée au lieu d’une sortie différentielle. Parce qu’un côté est utilisé pour contrôler le courant, seulement de l’autre côté peut être utilisée pour une sortie. Enfin, il amplifie la sortie. Chaque fois qu’il y a une différence entre les entrées, un côté de l’ampli diff. permet plus de courant au mouvement de l’autre côté permet de moins. Si le côté qui permet le plus courant est le côté que le transistor de commande du miroir est sur, alors le miroir actuel permet plus courant sur les deux côtés. L’excès de courant de l’autre côté déclenche la tension. Quand le contraire se produit et le côté de l’ampli diff. qui permet plus de courant est à côté du miroir de la charge, côté contrôle permet très peu de courant, donc il y a une chute de tension sur le côté de la charge. Le montant varie de la tension est beaucoup plus grand qu’avant et maintenant sa seule sur une sortie.
Maintenant l’ampli diff. fonctionne beaucoup mieux ; Il est équilibré beaucoup mieux, il n'a qu’une seule sortie et la sortie a été amplifiée de certains. Les deux premiers numéros ont été résolus, mais le troisième n’a pas été résolu complètement, encore. L’ampli diff. avec un courant miroir fait une bonne étape différentielle pour un ampli OP, mais il n’est toujours pas optimal pour un comparateur. Lorsque les tensions d’entrée devient étroites, la sortie n’encore pas une transition brusque. L’améliorer qui consiste à amplifier l’entrée.
Si vous jetez un oeil à la troisième image, vous pouvez voir un diagramme du transistor Darlington ou parfois paire Darlington lorsque deux transistors discrets sont utilisés. Inventé par Sydney Darlington en 1953, le transistor est conçu pour offrir un gain très élevé en utilisant deux transistors. Un signal appliqué à l’entrée est amplifié par le premier transistor. Le courant circule à travers le transistor et de son émetteur. Le courant passe ensuite dans la base du deuxième transistor, qui amplifie davantage. Il en résulte un gain environ égal au gain du premier transistor multiplié par le gain de la seconde. Si nous remplaçons les deux transistors de la paire à longue queue avec des paires de Darlington, nous pouvons augmenter l’amplification de l’ampli diff. considérablement étant donné que chaque entrée sera amplifiée par deux transistors au lieu d’un.
Si vous regardez la figure 4, vous pouvez voir la paire à longue queue avec un miroir actuel et transistors Darlington. Ce circuit est très bon comme un comparateur parce qu’il a un gain très élevé du miroir actuel et transistors Darlington qui permet les entrées d’être extrêmement rapprochés sans la sortie « tomber ». Le circuit est également très équilibré et a une seule sortie à cause de la miroir actuel.
C’est un circuit très bien conçu et m’a appris beaucoup. J’espère que vous avez appris certains de trop (si vous n’ont pas déjà connaître ou comprendre).