Реакция двухкаскадного ОИТУН на большой входной сигнал.

При подаче на вход дифкаскада на Рис. 4.8 большого ступенчатого дифференциального сигнала, весь режимный ток течет в одном из входных транзисторов, или .

Рассмотрим оба случая.

(1).Режимныйток течет в . Потенциалы узла D и затвора увеличиваются. Транзистор , имеющий большую крутизну, переходит в режим с большим и начинает генерировать очень большой ток, способный за кратчайшее время разрядить до потенциала . Однако скорость изменения выходного напряжения зависит не только от возможности транзистора генерировать большой ток, но и от величины тока , перезаряжающего левую обкладку конденсатора : .

Поскольку ток через постоянен, то . Учитывая также , где – коэффициент усиления второго каскада, имеем:

(4.47а)

С учетом неравенства выражение (4.47а) упрощается:

(4.47b)

или (4.47с)

Итак, несмотря на предполагаемые почти неограниченные возможности второго каскада разряда конденсатора до , переходной процесс определяется ограниченным режимным током дифкаскада.

(2).Режимныйток течет в . При небольшом уменьшении (всего лишь на транзистора ) транзистор закрывается, и заряжение конденсатора в направлении производится постоянным током . Как и в предыдущем случае, процесс разрядки зависит от , поскольку ток перезаряжает левую обкладку . В правую обкладку должен втекать (вытекать) ток как минимум величины , но противоположного знака. Если , то весь ток расходуется на перезарядку только правой обкладки , и ничего не остается для зарядки , а ведь именно это второй каскад должен делать. Очевидно, что должен быть больше , и нагрузка заряжается током , равным:

(4.48)

Приведенное рассуждение годится для начального введения в проблему и показывает, что и в этом случае процессы перезарядки нагрузочного конденсатора зависят от режимного тока дифкаскада.

Проведем анализ с помощью эквивалентной схемы на Рис. 4.11.

Рис. 4.11. Эквивалентная схема перезарядки конденсатора нагрузки постоянным током в режиме большого сигнала.

Уравнения Кирхгофа для эквивалентной схемы на рис. 4.11:

(1) (4.49а)

(2) (4.49b)

(3) (4.49с)

Подразумевается, что , и являются функциями от .

Очевидно, что эквивалентная схема на Рис. 4.11 является упрощенной и корректна только для постоянного тока перезарядки и . В этом случае напряжение на постоянно, и его из эквивалентной схемы для переменных напряжений можно исключить. В этом случае подходит еще более простая эквивалентная схема на Рис. 4.12.

Рис. 4.12. Упрощенная эквивалентная схема перезарядки конденсатора нагрузки постоянным током в режиме большого сигнала.

Уравнения Кирхгофа:

(1) (4.50а)

(2) (4.50b)

Результат решения: (4.51а)

Если пренебречь небольшой емкостью , то:

(4.51b)

Последнее равенство подтверждает первоначальные качественные рассуждения.