Estoy tratando de determinar la ganancia en modo común y la ganancia en modo diferencial del amplificador de seguimiento.
Ahora entiendo cuál es el voltaje de modo común y los voltajes de modo diferencial, pero no estoy claro cuál es la ganancia de modo común. Mi mejor conjetura es el voltaje de salida / modo común.
También, ¿cómo voy a determinar esto dado el espejo actual conectado al emisor del amplificador?
Aprecio cualquier ayuda.
EDIT : mi respuesta se actualizó. En la primera versión, por error, asumí que se pedía la resistencia de entrada en modo común, en lugar de la ganancia en modo común.
En lugar de proporcionar la fórmula completa para la ganancia en modo común, me gusta describir la manera de obtener el resultado deseado. Esto debería permitirte resolver la tarea por ti mismo.
Como saben, la ganancia es la relación de salida a entrada. Para señales de modo común sería, en principio, suficiente para considerar una entrada solo porque ambos transistores están haciendo lo mismo. Por lo tanto, solo con una entrada debe analizar una etapa simple de emisor común con retroalimentación negativa causada por la resistencia en la pata del emisor común. Este efecto de retroalimentación, por supuesto, disminuye drásticamente la ganancia de modo común.
En el presente caso, la retroalimentación es proporcionada no por una resistencia óhmica (Re) sino por una resistencia diferencial (dinámica) (re). Esta resistencia de realimentación re tiene un valor finito (resistencia de salida de bjt idéntica a la pendiente inversa de la característica Ic = f (Vce) del transistor en la pata de emisor común) ).
Por lo tanto, se puede aplicar la fórmula de ganancia conocida para una etapa de emisor común con retroalimentación resistiva. Sin embargo, hay un punto importante que no debe pasarse por alto:
El cambio de corriente que se debe observar en la resistencia de realimentación para el funcionamiento en modo común es causado por AMBAS señales de entrada (iguales). Por lo tanto, el cambio de voltaje correspondiente que causa el voltaje de realimentación es DOS VECES el valor que pertenece a un solo transistor. Este efecto se cubre fácilmente si reemplazamos "re" en la fórmula para la resistencia de entrada con la expresión " 2re ". Eso es todo.
Una forma de encontrar las ganancias es elegir un punto de operación, analizarlo, perturbarlo un poco y analizarlo. Se requieren pertubaciones separadas para un cambio de modo común y un cambio de modo diferencial.
Por ejemplo, analice todo a 0 V en ambas entradas. Para ganancia de modo común, levante cada entrada 1 V y analice qué sucede con la salida. El cambio en la salida dividido por el cambio en la entrada (1 V en este ejemplo) es la ganancia de modo común.
De manera similar, comenzando con el caso analizado previamente de ambas entradas en 0, suba la entrada positiva 1 mV y vea lo que obtiene. La ganancia de modo diferencial es entonces el cambio de salida resultante dividido por el cambio de voltaje de entrada diferencial (1 mV en este ejemplo). Si los clips de salida, entonces el cambio de entrada fue demasiado grande. En ese caso, reduzca el cambio de entrada y vuelva a intentarlo.
La ganancia en modo común de pequeña señal de este circuito depende completamente de las imperfecciones en los componentes y, por lo tanto, su "valor teórico" es solo 0.
Deje que todas las resistencias de 1 kOhm sean exactamente iguales, dos transistores diferenciales sean exactamente iguales y la corriente de colector de BJT con pines 3 4 5 sea independiente de V CE. Luego, el aumento de ambos voltajes de entrada en la misma cantidad (por ejemplo, 10 mV) provoca el aumento del voltaje del emisor común (7 10 5) exactamente en 10 mV. La corriente a través de la fuente de corriente BJT no cambia y los voltajes de salida siguen siendo los mismos.
Para un caso no ideal, debe considerar la dependencia de la corriente del colector BJT en V CE (voltaje del colector al emisor). Esta dependencia es bastante débil para los BJT modernos, puede encontrarla en las hojas de datos de las gráficas I C vs V CE.
En cuanto a la ganancia diferencial de señal pequeña, es 1 kOhm * SE * h, aquí SE es una conductancia de entrada de BJT en su punto de operación y h es la ganancia de corriente de BJT. Estos valores también se pueden encontrar o derivar de hojas de datos.
Creo que la razón por la que estás teniendo dificultades es que puedes ver que la réplica actual mantiene aproximadamente una corriente de modo común constante. Esto significa que una señal aplicada por igual a Vin1 y Vin2 no causará variación en el voltaje de salida del modo común. Así que la ganancia de modo común es cero. Por supuesto, nada es perfecto y la ganancia del modo común en la vida real será mayor que cero, pero todavía muy baja. Y esa es la virtud del par de entrada diferencial.