Modo común Razón de rechazo

Para un solo amplificador de transistor de emisor común, la ganancia de voltaje se reduce a la resistencia de colector dividida por la resistencia de emisor. Cuanto mayor sea la resistencia del emisor, menor será la ganancia.

Cuando se aplica a un amplificador diferencial (también conocido como par de cola larga), la ganancia del modo común es, de hecho, la ganancia del transistor único, por lo que si la resistencia del emisor es muy alta en comparación con Rc, entonces la ganancia del modo común es muy pequeña. / p>

Dado que el rechazo de modo común para un par de cola larga perfecta con la salida tomada diferencialmente a través de los colectores es teóricamente 100% para cualquier resistencia de emisor de tamaño (dentro de lo razonable), cualquier ligero desequilibrio en el los transistores no contribuyen con una señal masiva de modo común en la salida, pero, como se explicó anteriormente, cualquier desequilibrio que exista será erradicado por un alto valor de Re.

De hecho, la mayoría de los amplificadores operacionales (¿si no todos?) usarán una fuente de corriente constante para Re y, si hicieras una investigación, encontrarías que una fuente de corriente constante perfecta tiene una impedancia infinita.

Según la definición del CMRR ( CMRR = Adiff / Acm ), la ganancia en modo común Acm debe ser cero para < fuerte> CMRR acercándose a infinito . La ganancia de modo común Acm se define para dos señales de entrada iguales (señal de modo común) en ambos nodos de entrada.

Ahora: vea qué sucede cuando hay una señal de entrada de modo común solamente: el aumento del voltaje de la base del emisor provoca un aumento correspondiente e igual en ambas corrientes de emisor. Esto causará un aumento correspondiente del voltaje del emisor (efecto de la degeneración del emisor, como se conoce en la etapa clásica del emisor común). Este efecto también puede explicarse como retroalimentación de señal, lo que causa una reducción de ganancia. Sin embargo, debido a dos corrientes de emisor a través de una resistencia de emisor común Re la resistencia de emisor ingresa a la fórmula de ganancia (ganancia de modo común Acm) con un factor de dos:

Acm = -gmRc / (1 + 2gmRe)

Esta expresión muestra y explica claramente por qué la ganancia en modo común disminuye para valores Re más grandes (y CMRR aumenta correspondientemente).

Si la resistencia óhmica se reemplaza por una fuente de corriente basada en transistores, el valor de Re se reemplazará por la resistencia de la fuente dinámica de la fuente de corriente, que puede ser mucho más grande que una resistencia ohmica Re adecuada. Para una fuente de corriente ideal (ruta infinita - no realizable en la práctica) la ganancia Acm bajaría a cero y la CMRR iría a infinita.

Míralo de esta manera: para cualquier cambio en el voltaje de modo común (Vcm) lo ideal es que no desees que cambie la corriente de la cola. ¿Por qué? porque si la corriente de la cola aumenta por el cambio de Vcm, eso obviamente cambiará las corrientes de colector de ambos transistores. Recuerde que las corrientes del colector fluyen a través de las resistencias del colector para que a su vez cambie la tensión de salida. Esto se puede considerar como la ganancia de modo común (mala).

Aquí es donde la impedancia de salida de la fuente de corriente de cola (una resistencia en su caso) es importante. Cuando aplica un dVcm, aparece un voltaje de aproximadamente dVcm-0.7v en la resistencia del emisor (observe cómo ahora estamos analizando cada rama como un seguidor del emisor); Entonces, la corriente a través del resistor de cola del emisor es dItail = dVcm-0.7 / Re! Ahora note cómo dItail es función de dVcm, y como se explica en el párrafo anterior, un cambio en dItail cambiará el voltaje de salida. En pocas palabras, Vout es función de Vcm.

Ahora tome Re hasta el infinito, que es la aproximación que tomamos como la impedancia de salida de una fuente de corriente de señal grande ideal. En este caso ideal, un cambio en Vcm no cambia la corriente de cola y por lo tanto los voltajes de salida. Entonces, Avcm es 0. CMRR = Adiff / Avcm, ya que Avcm tiende a 0, CMRR tiende a infinito.