Un par de amplificador diferencial con resistencias colectoras como esta generalmente se considera bueno para quizás , bajo motivaciones inusuales, una diferencia de voltaje base de quizás \ $ \ pm 100 \: \ text {mV} \ PS Estirar las bases más que eso a menudo hará que uno de los BJT se sature, con más y más corriente normalmente en el colector desplazándose hacia la base. (Aunque eso también depende de los valores de resistencia del colector).
Si uno de los BJT se satura, y mientras el voltaje de base en el BJT ahora de saturación continúa aún más hacia arriba, simplemente eleva el voltaje del colector junto con el emisor. Que mas puedo hacer? El emisor y el colector están esencialmente destrozados juntos ahora. Así que ambos simplemente rastrean el voltaje de la base hacia arriba, excepto por una caída de diodo aproximadamente.
Veamos un enfoque más realista:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Ahora tiene un receptor actual que actuará como uno y está diseñado para aproximadamente el mismo valor que usted especificó, \ $ 200 \: \ mu \ text {A} \ $. Tal vez un poco menos. Pero cerca.
Además, ahora necesita espacio para que funcione. Requerirá al menos dos gotas de diodo. Al menos \ $ 1.5 \: \ text {V} \ $. Agregue las caídas de diodo requeridas para cualquiera de los BJT de par de difusores y probablemente sería prudente mantener \ $ V_1 \ ge 2.5 \: \ text {V} \ $.
Además, dado que hay un cambio de 10 veces en la corriente con solo una diferencia de \ $ 60 \: \ text {mV} \ $, realmente no hay ningún punto en ir más allá de eso. Por lo tanto, debe limitar \ $ - 100 \: \ text {mV} \ le V_2 \ le +100 \: \ text {mV} \ $.
Para evitar que los BJT se saturen, sus recolectores siempre deben ser más altos que su valor de barrido máximo para \ $ V_1 \ $, más su valor de barrido máximo para \ $ V_2 \ $. Digamos que barrerá \ $ 2.5 \: \ text {V} \ le V_1 \ le 3.5 \: \ text {V} \ $ y \ $ - 100 \: \ text {mV} \ le V_2 \ le +100 \: \ text {mV} \ $. Entonces esto significa que los recolectores nunca deben ir por debajo de \ $ 3.6 \: \ text {V} \ $. Con aproximadamente \ $ 200 \: \ mu \ text {A} \ $ posible, esto significa \ $ \ frac {5 \: \ text {V} -3.6 \: \ text {V}} {200 \: \ mu \ text {A}} = 7 \: \ text {k} \ Omega \ $. Usé valores cercanos, arriba.
Ahora intente sus barridos (N002 es el colector \ $ Q_1 \ $ 's, N003 es el colector \ $ Q_2 \ $' s):
Realmente no hay una manera de diseñar un par de amplificador diferencial para que los voltajes del colector puedan barrer completamente todo el rango desde el terreno hasta \ $ V_ \ text {CC} \ $. Simplemente no puede suceder. Su diseño original asumió un saldo de \ $ 100 \: \ mu \ text {A} \ $ en cada colector (la mitad a la izquierda, la mitad a la derecha). Cada colector sería \ $ 5 \: \ text {V} -25 \: \ text {k} \ Omega \ cdot 100 \: \ mu \ text {A} = 2.5 \: \ text {V} \ $.
Pero eso no es un ajuste sano. Debe reservar el margen para el \ $ V_ \ text {BE} \ $ de su par difusor y también debe reservar el margen para cualquier cosa que esté actuando como sumidero actual (espejo BJT actual, o como en el circuito anterior). No hay que evitar esa reserva.
Y si este es un diseño discreto, entonces se requieren aún más elementos de margen (degeneración de la variación de BJT y cambios térmicos, por ejemplo, a expensas de aún más ganancia, por supuesto).
Por lo tanto, debe esperar que la tensión de reposo en los colectores de hecho no esté a medio camino entre los rieles. Pero en otro lugar. Esa es la vida.
