Рис. 7. Схема усилителя фототока фото-
диода
структуру с отрицательным со-
противлением. Источник посто-
янного тока является актив-
ной динамической нагрузкой
для усилителя и позволяет полу-
чить высокий коэффициент уси-
ления устройства. При отсут-
ствии входного сигнала (
I
вх
= 0
)
коллекторный ток транзистора
Q
5
I
0
в режиме, когда транзи-
сторы ТЗ
1
и
2
(
Q
3
,
Q
4
,
Q
1
,
Q
2
)
, образующих NIC, находят-
ся в открытом состоянии, делит-
ся пополам в обеих ветвях NIC.
Для каждого из токовых зеркал
1
и
2
справедливы соотношения:
I
in
+
I
out
=
I
и
I
in
−
I
out
= Δ
I
,
где
Δ
I
— разница между вход-
ным и выходным током ТЗ, при-
чем меру потерь тока при пе-
редаче можно оценить величи-
ной
Δ =
I
in
−
I
out
I
in
+
I
out
, т.е. ме-
рой погрешности отражателя то-
ка. Для биполярных транзисто-
ров
Δ =
1
1 +
β
. В этом случае
коэффициент усиления по току для ТЗ
K
i
=
1
−
Δ
1 + Δ
;
I
out
=
I
in
1
−
Δ
1 + Δ
.
Схема усилителя работает следующим образом. Входной ток фо-
тодиода
I
вх
поступает во входные цепи отражателей тока
1
и
2
и
усиливается с коэффициентом усиления по току
K
i
. Отражатели тока
1
и
2
выполняют наряду с усилением сигнала функцию положитель-
ной обратной связи по току, поэтому усиление по “петле” обратной
связи составляет
K
=
2
K
i
(1
−
K
2
i
)
=
1
−
Δ
2
4Δ
. Таким образом, ток в пе-
тле быстро нарастает и ограничителем его роста является генератор
постоянного тока на транзисторах
Q
5
,
Q
6
.
При моделировании в пакете OrCAD 9.2 рассмотренной схемы
усилителя получено семейство статических вольт-амперных характе-
ристик (ВАХ) (рис. 8) для различных значений входного сигнала
I
вх
,
подаваемого на фотодиод
D
1
. При этом изменялись значения тока
I
0
, а
48 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2008. № 2
