Amplificador diferencial con fuente de corriente

Las fuentes dependientes están formadas por dos elementos: el que controla y el controlado, el elemento que controla puede ser un circuito abierto o un corto circuito. El elemento controlado puede ser una fuente de voltaje o una de corriente. Hay cuatro tipos de fuente dependiente, que corresponden a las cuatro formas de elegir un elemento controlador y uno controlado. Se llaman fuentes devoltaje controladas por voltaje (FVCV), fuente de voltaje controlada por corriente (FVCC), fuente de corriente controlada por voltaje (FCCV), y finalmente la que para en esta ocasión nos interesa mas, fuente de corriente controlada por corriente (FCCC).
En realidad los términos fuente independiente de voltaje y fuente independiente de corriente se usan para enfatizar la diferencia entre esas fuentesdependientes.
Una fuente dependiente es un generador de voltaje o corriente cuyos valores dependen de otra variable del circuito.
Las fuentes de corriente son ampliamente utilizadas en circuitos electrónicos integrados como elementos de polarización y como cargas activas en etapas amplificadoras. Estas fuentes en polarización resultan más insensibles a variaciones de las tensiones de polarizacióny de la temperatura, y son más económicas que los elementos resistivos en términos de área de ocupación, especialmente cuando las corrientes son bajas. Las fuentes de corriente como cargas activas proporcionan resistencias incrementales de alto valor resultando etapas amplificadoras con elevada ganancia operando incluso con bajos niveles de tensiones de polarización. En el caso del amplificadordiferencial, como más adelante se analizara, el factor RRMC depende directamente de RE. Para obtener una un RRMC, debe utilizarse una RE muy grande que resulta una solución inviable en un circuito integrado por dos motivos: una resistencia de difusión alta ocupa un área prohibitiva y una RE grande tiene una caída de tensión muy elevada que complicaría la polarización.

AMPLIFICADOR DIFERENCIALCON FUENTE DE CORRIENTE CONSTANTE
Papa hallar el valor máximo de la RRMC consideremos:
RRMC= REhib + RBhfe
Esta ecuación demuestra que una vez elegido un transistor, nuestra única manera de controlar la RRMC y despreciando el valor de RB / hfe, es actuar sobre la razón RE / hib. Puesto que hib = VT / IEQ, escribir en la forma siguiente:
RRMC= REVTIEQ+ RBhfe
Si RB / hfe, es pequeña, tendremosRRMC < RE IEQVT
Así pues, únicamente se puede aumentar la RRMC aumentando RE IEQ, que es la caída de tensión en RE. Este proceso resulta limitado por la disipación de potencia en RE, la tensión disponible de la disipación de la fuente de alimentación, etc.
Los amplificadores diferenciales que se utilizan en la práctica suelen tener una fuente de corriente constante en lugar de RE comomuestra la siguiente figura 1:

Figura 1
En este circuito el transistor T3 actúa como la fuente de corriente constante que provee la corriente estática necesaria y una impedancia muy alta 1 / hob3 vista mirando al colector. Esta es la impedancia que sustituye a RE. Por ejemplo, alta 1 / hob3 es típicamente 500 kΩ e ICQ casi igual 0.5 mA. En cambio, considerando el circuito básico de un amplificadordiferencial con RE = 0.5 mA, VEE tendría que ser 250 V y la potencia disipada en RE seria 125mW, que son valores no razonables para un Circuito Integrado.
Funcionamiento sin señal
La corriente de reposo sin señal, llamada también estática o quiescente, ICQ3 suministrada por T3 es
ICQ3 ≈ VEE-VBB- 0.7R'E
y es constante mientras T3 no esté saturado. Para que se mantenga en la región lineal, esnecesario que
vCE= VT 2.2+ln⁡hfehfc
En un transistor típico hfe = 100 y hfc = 0.01 por lo que vCE > 285mV. Para que el funcionamiento sea lineal hay que prever un margen de seguridad y ajustar VCEQ3 ≥ 0.35 V.
Para trazar las rectas de carga que describen el funcionamiento del circuito observemos que la recta de carga de modo común para T1 o T2 es horizontal, ya que con v1 = v2 = va, IEQ1 =...