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2013年1月21日 (月)

差動1段回路+能動負荷

能動負荷を差動回路につけるとどうなるのでしょうか。

回路説明の都合上、定電流ダイオードで定電流回路を記載していますが、通常はこのような回路を組むときには定電流ダイオードは使いません。

Activeload3

 昨日とは、ちょっと違った様相ですね。   

はい。 このようにカレントミラーを使います。差動の+-個別に定電流回路を使うということはしません。 

実は、この形には少し面白い利点が潜んでいるのです。  さすがワイドラーさん。 といえるものです。  

ではまず、欠点から説明しましょう(笑

差動の+と-で負荷がDC的に同等ではありません。 この回路ですと+入力側の負荷抵抗は非常に高いのですが、-側はダイオード1つと抵抗(ココでは100Ω)と低いことが分ります。

つまり、負荷のDCバランスが悪い。 コレクタ電位が違うので熱的平衡が取れていないのです。  交流的には、ちょっと面白い仕掛けがありますので、後で説明します。
 

さて、利点です。

入力が+-ありますが、出力を片側しか取り出さないとき(HPA-12もそうです)、抵抗負荷の場合では片方の出力を捨てています。 増幅したのに捨てるとはもったいないですね。

ところが、この方式だと、-側の出力も、カレントミラーにより+側へと電流を伝えているため、両方の出力の合計をひとつの出力として取り出すことができます。

 つまり、出力ゲインが2倍(+6dB)になるのです。 

次に、カレントミラーで構成された負荷では、ダイオード接続された方の定電流性は乏しいように見えます。 が、じつは、共通エミッタの下部をちゃんとした定電流回路で構成されている場合にはカレントミラーは、左右どちらにも同じ電流を流そうとするために、強制的に電流値が揃えられて左右どちらも定電流回路で作られているように振舞うのです。

 

ということで交流的には、ダイオード接続された側もインピーダンスが高いのです。

 

ちなみに、最初に述べたように上側の負荷を両方とも定電流源にして、共通エミッタも定電流回路にすると、そのバラつきやドリフトにより電流があふれたり枯渇したりとで、実用になりません。

キルヒホッフの法則を知っていると想像に難くありませんね。 

 

 

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