Mikroelektronika

Kapitulli 1Qarqet e integruara lineare

1/15/2016 1

Dy kategori të mëdhaqarqesh elektronikeanalog dhe digital

Analog

Celesa (ON), (OFF)

Qarqet analog njihen me emrinqarqe të integruar linear

digital

1.2 Fabrikimi i qarqeve të integruara

Metodat e fabrikimit të qarqeve të integruar ndahen nëdy kategori të përgjithëshme

Metoda hibride

Metoda monolitikeFjala “monolitike” rrjedh nga dy fjalë greke: monos, që do të thotëi vetëm dhe lithos, që do te thotë gur

Qarqet e integruar hibridtë shtresave të trasha (thick film)të shtresave të holla (thin film)

QI hybrid multichip

1/15/2016 2

QI monolitik realizohen nëpërmjet një sekuence hapash. I gjithë qarku, dukepërfshirë të gjithë elementët aktivë dhe pasivë formohen në një copëz materialisiliciumi kristalin.Qarqet e integruar monolitik përfaqësojnë shembullin ekstrem të dallimeve nëstrukturë, midis QI monolitik dhe qarqeve me komponente diskret.

Fig.1.1a paraqet një qark që përmban katër komponentet më shumë të përdorëshëm në qarqet eintegruar, pikërisht një kapacitet, një rezistencë, një diodë dhe një transistor npn. Do të përdorimkëtë qark për të ilustruar principet bazë të fabrikimit të QI monolitik.

Fig.1.1b paraqet katër materialet bazë për që nevojiten për të realizuar këtë qark.Në procesin e fabrikimit nevojiten edhe shumë materiale të tjerë. Ato përfshijnëdopant, për të ndryshuar siliciumin elektrikisht neutral në material të tipit p ose n,një oksidues për të prodhuar dioksidin e silicit, etchants (etch = gdhend , bejgravure) per të hequr shtresa të ndryshme dhematerial i ndjeshëm ndaj dritës.

Në fig.1.1c jepen përmasat e shtresave të ndryshme, për të kuptuar, që seksionet tërthore të tyre,nuk i përgjigjen shkallës së paraqitjes, sepse ndryshe nuk do ishte e mundur të paraqiteshin

shtresat tepër të holla të dioxidit dhe të difuzionit.

Së pari le t’i kushtojmë vëmendje hapave të fabrikimit të një transistori npn.Më tej duke shfrytëzuar strukturën e arritur do të shohim se si realizohetdioda, rezistenca dhe kondesatori.

1/15/2016 3

1/15/2016 4

Fig.1-1 Fabrikimi iQI monolitik

1/15/2016 5

1/15/2016 6

1.3 Analiza e disa qarqeve në përbërje të QI linear.

Përveç disa konsideratave të përgjithëshme, në këtë paragraf do të jepen teknikat epolarizimit të QI linear dhe do të analizohet stadi amplifikues diferencial, që përbënstadin e hyrjes të çdo amplifikatori operacional (i cili do të studjohet me hollësi nëkapitullin 2), por edhe stade të tjerë.

Konsiderata të përgjithëshme

• Projektimi i një sistemi elektronik me QI është shumë më i thjeshtë, në krahasim meprojektimin e detajuar dhe të lodhëshëm të sistemeve të realizuar me elementëdiskretë, sepse vetë qarku i integruar është në vetëvete një nënsistem apo sistem.

• Në rastin ideal mjafton që projektuesi të bëj lidhjen e përshtatëshme të qarqevepërkatës për të ndërtuar sistemin elektronik të dëshiruar.

• Ndërkaq, në praktikë, nevojitet njohja me principet e punës së QI, për të shfrytëzuarkapacitetin e tyre dhe për të shmangur grackat e punës projektuese. Kjo ështëarsyeja, përse prodhuesit e QI i shoqërojnë ato me skemat e tyre elektronike dhe metë dhënat teknike.

1/15/2016 7

Dallimi kryesor qëndron në faktin që QI monolitik ka një numër më të kufizuar tipeshpërsa i përket komponenteve përbërëse, në krahasim me tipet e komponenteve tëpërdorur në qarqet me elementë diskretë. Bobinat, transformatorët si dhe rezistencatdhe kondesatorët me vlerë shumë të lartë nuk mund ose nuk është praktike tëintegrohen

Veç kësaj, komponentet e integruar në qark kanë toleranca më të këqija se ato tëkomponenteve diskrete, për shkak të kompleksitetit dhe hapave të shumtëprocedurialë, të kërkuar për fabrikimin e tyre. Proçeset e difuzimit të përdorur gjatëfabrikimit të QI monilitik janë të ndjeshm ndaj ndryshimeve të vogla (prej disa gradësh) tëtemperaturës, si pasojë gabimet në vlerat absolute të komponenteve janë të pashmangëshme.Influenca të tjera negative janë heqja jo uniforme e shtresës së ndjeshme ndaj dritës,variacionet në vetitë e materialeve të përdorur, etj.

Por për fat të mirë, megjithëse vlera absolute e komponenteve te QI monolitik nukmund të kontrollohet saktësisht, nga një chip në tjetrin, madje edhe brënda chip-it,komponentet e njëjtë të një chip-i, duke qënë afër njëri tjetrit kanë jo vetëm vlera tënjëjta por edhe koeficient të njëejtë temperature. Kjo aftësi, për të fabrikuar çiftetë harmonizuar komponentesh, veçanërisht rezistenca dhe transistorë,shfrytëzohet shpesh për të kapërcyer pamundësinë e fabrikimit të komponenteveme vlera brenda tolerancës.

1/15/2016 8

Një vështrim mbiqarqet e integruarmonolitik zbulonmenjëherë dalliminkryesor të tyre ngaqarqet diskretë

Qarqet e realizuar me element diskretë kane mëshumë komponente pasive se sa komponenteaktive, sepse këto të fundit janë më të shtrenjta dheme besueshmëri më të ulët se komponentet pasive

QI monolitik ka ligjësi të tjera, që lidhen kryesisht mepërmasat e mëdha të rezistencave dhekondesatorëve të integruar në raport me ato tëdiodave dhe transistorëve, Duke preferuarkomponentet aktive ndaj atyre pasive, qarkurezulton me përmasa fizike më të vogla dhe përpasojë, wafer-i -me një numër më të madh QI.Përfitimi ekonomik është evident.

1/15/2016 9

1.3.1 Teknikat e polarizimit të qarqeve të integruar linear (Pasqyrat errymës)

Fig.1-2 paraqet skemën e një gjeneratori rryme realizuar me elementë diskret.

Fig.1-2

Pa bërë analizën e skemës, e cila përfaqeson nëvetëvete një stad me vetëpolarizim, do tësqarojmë, mënyrën e stabilizimit të rrymëskolektoriale IC, për të qenë e pavarur ngandryshimet e temperaturës.

Stabilizimi i rrymës I arrihet nëpërmjetrezistencës R1 dhe diodës D.

Tensioni në diodë dhe tensioni bazë-emiter Vbe, si dhendryshimet e tyre me temperaturën, zbritenreciprokisht, duke siguruar një tension pothuaj konstantnë rezistencën Re dhe si pasojë –një rrymë emiterialekonstante. Kështu, rryma kolektoriale IC mbahetkonstant dhe është e pavarur nga ndryshimet etemperaturës.

Për shkak se rryma IC = konstant, stadi amplifikues me vetëpolarizim(ose me polarizim emiterial) njihet edhe me emrin gjenerator rryme.

1/15/2016 10

Skema e fig.1-2 nuk është e përshtatëshme për fabrikimin e gjeneratorit tërrymës në QI monolitik, për shkak të vlerave të mëdha të rezistencave dhekondesatorit Ce. Në QI monolitik përdoret skema e fig.1-3a.

Fig.1-3

Të dy transistorëtfabrikohen ngjitur me njëritjetrin, prandaj parametrate tyre janë shumë tëpërafërt. Duke paturparasyshë se bazat e tyrekanë të njëjtin potencialkuptohet Ic do t jene tenjejta (IC1 = IC2 = IC) dhe tëpavarura nga temperatura,si me poshtë

:

I = IC1 + IB1 + IB2 = IC + 2IBIC = I - 2IB .

Por:

1/15/2016 11

IC = βIB, ku β është amplifikimi për sinjale të mëdhej, si rrjedhoje

Pra rryma IC eshte konstante dhe e pavarur nga temperatura.

Nga ana tjetër:

Kështu, nëqoftëse β >> 2 dhe VBE << VCC

Skema e fig.1-3b përfaqëson skemën ekuivalente të gjeneratorit të rrymës tëparaqitur në fig.1-3a, sepse transistori Q1, i lidhur si diodë, është zëvendësuar ngadioda D.Rryma I (e barabartë me rrymën e diodës, në se rryma e bazës së transistorit Q neglizhohet)është e barabartë me rrymën IC të kolektorit të transistorit Q, pra pasqyron ose përsërit këtërrymë. Prandaj, ky konfiguracion thirret shpesh pasqyrë rryme (current-mirror) osepërsëritës rryme (current-repeater).

Fig.1-3c është një version tjetër i një pasqyre rryme, që përdor një MOSFET të pasuruar me kanal të tipit n.

1/15/2016 12

Nëqoftëse kërkohët polarizimi i n transistorëve me të njëjtën rrymë, atëherepërdoret fig.1.4a.

Fig.1-4

Për transistorë identik vlenëbarazimi:

IC1 = IC2 = IC3 = ···· ICn = IC

Duke zëvëndesuar IC = βIBdhe duke perdorë ligjin eparë të Kirkofit, nxjerrim:

Për β>>n+1 IC ≈ I.

Duke vrojtuar fig.1-4a, vemë re, që bazat e tëgjithë transistorëve janë lidhur së bashku,ndërsa emiterat e tyre janë të tokëzuar. Njëmënyrë e tillë lidhje lejon, gjatë proçesit tëfabrikimit, zëvendësimin e n transistorëveme një transistor të vetëm multikolektorial(n-kolektorial) si në fig.1-4b.

1/15/2016 13

Seksioni tërthor i një transistori multikolektorial tregohet në fig.1-5.

Fig.1-5

Në rast se sipërfaqet e zonave kolektorialenuk janë të barabarta, atëhere rrymatkolektoriale nuk do të jenë të njejta, por dotë jenë proporcional me raportin esiperfaqes se kolektorit në shqyrtim ndajsipërfaqes së transistorit të lidhur si diodë.

Në rastin kur amplifikimi irrymës β i transistorëve nëpërsëritësit e rrymës (fig.1-3dhe fig.1-4) është i vogël (si nërastin e fabrikimit tëtransistorëve p-n-p lateral(anësor), atëhere nuk vlenësupozimi IC=I, sepse gabimiështë i konsiderueshëm.Gabimi reduktohet mjaft dukeshtuar një përsëritës emiterial,për ushqimin e rrymave tëbazës, si në fig.1-6.

Fig.1-6

1/15/2016 14

Duke aplikuar ligjin e parë të Kirkofit në pikën nyje të bazës së Q3, nxjerrim:

Formula tregon se raporti I2/I1 varet nga β shumë më pak se në rastin e skemës tëfig.1-3. Në fakt për të gjitha vlerat e amplifikimit β ≥ 5, I2 është më e vogël se rrymaI1 me më pak se 6%.

Le të supozojmë, që në qarkun e fig.1-6a shtohen dy rezistencat emiteriale R1 dhe R2, si nëfig.1-6b. Mund të vërtetohet lehtësisht se raporti i rrymave kolektoriale I1 dhe I2 është ibarabartë me inversin e raportit të rezistencave: I2/I1 ≈ R1/R2. Kështu, duke zgjedhur vlerat epërshtatëshme të rezistencave R1 dhe R2 arrihen lehtësisht të merren vlera të larta të raporitI2/I1, (p.sh. 10). Skema e fig.1-3a nuk është praktike, për një gjë të tillë, sepse sipërfaqja ekolektorit Q2 duhet të bëhet shumë më e madhe (p.sh. 10 herë) se sipërfaqja e kolektorit tëQ1.

Për të gjeneruar një rrymë shumë të vogël kolektoriale, të themi 10 µA,do të këkohej fabrikimi i një rezistence të lartë difuzioni. Për të dalë ngakjo vështirësi, zgjidhet një vlerë e lartë e rrymës I1 (në mA) dhe lidhet njërezistencë diskrete R2 (me vlerën e kërkuar të lartë) në emiterin e Q2. Injëjti rezultat arrihet edhe duke e hequr rezistencën R1 nga emiteri i Q1 tëfig.1-6b. Për R1 = 0, vlera e rezistencës R2 përcaktohet nga ekuacioni:

1/15/2016 15

1.2 Amplifikatori diferencial

Funksioni i amplifikatorit diferencial është të amplifikojë diferencën midis dysinjaleve. Ai përdoret në shumë matje fizike, kudo kur kërkohet amplifikim uniformgjatë gjithe spektrit të frekuencave, nga zero (rrymë e vazhduar) në disa MHz. Ështëgjithashtu stadi bazë i një amplifikatori operacional,

Skema e një amplifikatoridiferencial tregohet në fig.1-7.Ai përbëhet nga një çifttransistorësh me parametra tënjejtë, që kanë një rezistencëtë përbashkët emiteriale. Përshkak të simetrisë, skema kadrejf (drift) të vogël ndajndryshimeve të temperaturësose ndaj ndryshimeve tëparametrave të transistorëveme rrjedhën e kohës. Fig.1-7

1/15/2016 16

Në rastin ideal, dalja duhet të jetë plotësisht e pavarur nga nivelet e sinjaleveindividualë, ajo duhet të varet vetëm nga diferenca midis tyre, sipas ekuacionit:

Ku vo eshte vlera e castit te tensionit te sinjalit ne dalje, v1 dhe v2 vlerat e çastit tëtensionit në hyrjet 1 dhe 2 përkatësisht dhe Ad është amplifikimi i amplifikatoritdiferencial.

Nga ky ekuacion rrjedh, që ne menyren normale te punes, sinjal në dalje merretvetëm në rastet kur sinjalet e hyrjes janë në kundërfaze, kur p.sh. v1 = 50µV dhe v2 =- 50µV. Në mënyrën e përbashkët (common mode) të punës, d.m.th. kur sinjalet ehyrjes janë në sinfazë (p.sh. kur v1 = v2 = 50µ) sinjali i daljes mungon.

Duke u bazuar në këtë përfundim, kuptohët që amplifikatori diferencial është shumë irëndësishëm në amplifikimin e sinjaleve të vegjël të kontaminuar nga zhurma tënatyrave të ndryshme, sepse zhurmat duke patur të njëjtin nivel, në të dy hyrjet ekëtij amplifikatori nuk shfaqen në dalje. Si shembuj mund të përmendim transmetimine sinjaleve digital, -e sinjaleve të zërit (audio) të balancuar, e sinjaleve tëradiofrekuencës, e sinjaleve të elektrokardiogramave, etj., nëpërmjet kablove(zakonisht çift i përdredhur fijesh) përkatës.

1/15/2016 17

Por, në praktikë, amplifikatori diferencial nuk mund të përshkruhet vetëm ngaekuacioni (1-4), sepse në përgjithësi dalja nuk varet vetëm nga diferenca e sinjalevevd = v1 - v2, por edhe nga vlera mesatare e sinjaleve Vc= ½ (v1 – v2) i cili quhet sinjal imënyrës së përbashkët (common mode signal). Kështu p.sh., dalja nuk është e njejtësi për rastin kur v1 = 50µV dhe v2 = - 50µV, ashtu dhe për rastin kur v1 =1050µV dhe v2 = 950µV, megjithëse diferenca e sinjaleve vd = v1 - v2 = 100µV është enjejtë për të dy rastet.

Pse ?. Sepse amplifikimi i mënyrës së përbashkët të punës Ac nuk është zero, siçdëshirohet, por ka njëfarë vlere. Sa më e vogël te jetë Ac aq më shumë i afrohemirastit ideal Ac = 0. Prandaj, për të vlerësuar kualitetin e amplifikatorit diferencial, futetnjë parametër, i ashtuquajturi raport i shtypes së mënyrës së përbashkët (commonmode rejection ratio), i cili shënohet me CMRR dhe përkufizohet si modul i raportit .Ad/Ac :

Sa më e vogël vlera e Ac, aq më e e madhe është shtypja e sinjalit të përbashkët, aqmë kualitativ është amplifikatori diferencial. Per Ac = 0, parametri CMRR = ∞ dheamplifikatori diferencial është një amplifikator ideal.

1/15/2016 18

Tani, le t’i kushtojmë vëmendje principit të punës së amplifikatorit diferencial,skema e të cilit është dhënë më sipër (fig. 1-7) dhe llogaritjes së Ad dhe Ac .Supozojmë se në bazën e transistorit Q1 aplikohet një sinjal me vlerë efektiveV1=50µV, në bazën e Q2 -një sinjal V2 = -50µV, atëhere sinjali diferencë eshteVd = V1-V2 = 100µV. Për shkak të simetrisë së skemës Ie1 = - Ie2, I0=0 dhe si pasojepotenciali i pikës E nuk ndryshon. D.m.th. për sinjalin: Ve=0

Prandaj secili transistor vepron si transistor me emitter të tokëzuar. Rezistenca Rerezulton e shuntuar dhe nuk influencon (nuk ka efekt) mbi amplifikimin Ad. Me këtëmënyrë shuntimi, në dallim nga shuntimi i Re me kondesator, amplifikimi është injëjtë në të gjithë spektrin e frekuencave të poshtëme, deri në frekuencën zero. Kjoveti shfrytëzohet në qarqet e integruar, sepse kondesatorët e mëdhej integrohen mevështirësi, sidomos me teknologjinë monolitike.

VCC

Rc

Vd/2

Vo

Q2

Fig.1-8

Kështu, duke i u referuar stadit meemiter tw përbashkët (fig.1-8) për twcilin, siç dihet, amplifikimi llogaritetme ekuacionin:

1/15/2016 19

për vlerwsimin e amplifikimit Ad të një stadi diferencial me dalje diferenciale përdoret enjëjta formulë.

Për rastin me një terminal në dalje, Ad ka vlerë të përgjysmuar, prandaj vlenë ekuacioni imëposhtwm:

, dhe

VT = KT/q ≈T/11600 VT është volt-ekuivalenti i temperatures

K – Konstantja e Boltsmann-it [J/oK],

T – temperatura [oK] dhe

q = 1.60·10-19 [C] është ngarkesa e elektronit.

Në temperaturën e dhomës T = 300 oK VT ≈ 0.025 V = 25mV.

1/15/2016 20

Për

Për të vlerësuar amplifikimin e mënyrës së përbashkët Ad duhet qw: V1 = V2 = V. Nëqoftëse, nëfig.1-7, Re zëvendësohet me dy rezistenca në parallel me vlerë 2Re njëra e lidhur në anë të majtëtë pikës nyje E dhe tjetra e lidhur në anë të djathtë, atëhere në skemën e fig.1-7 nuk ndryshonasgjë, por ajo është simetrike ndaj një linje imagjinare, që kalon përmes +Vcc, E dhe –VEE . Dukee ndarë skemën në dy pjesë, atëhere Ac mund të llogaritet nga skema e fig.1-9, e cila përfaqësonpjesën e majtë të fig.1-7.

Fig.1-9

Duke përdorur modelin e përafërt me parametra-h, vlera eAc llogaritet nga formula e mëposhtëme:

Shihet se CMMR = Ad/Ac rritet pambarim, kur Re ∞.

Vemë në dukje, që ka kufizime praktike në vlerën e Re, përshkak të rënëjes së tensionit në të për rrymën e vazhduar.Kjo do të thotë, që me rritjen e vlerës së Re, për të pasur tënjëjtën rrymë qetësie I0, duhet të rritet edhe vlera e VEE.

1/15/2016 21

Për të dalë nga kjo situatë, rezistenca Re zëvendësohet nga një gjenerator rryme(Fig.1-3a). Kështu, në teknologjinë monolitike, skema e integruar e njeamplifikatori diferencial ka pamjen e fig.1-10.

Vo1

Vee

Rc2Rc1

V2

Vcc

Q4

Rc3

V1

VCC

Q1

Vo2

Q3

Q2

Fig.1-10.

Në teknologjinë monolitike është lehtë tërealizohen tranzistorë identik. Keshtu dukepranuar se Q1 është identik me Q2, mund tëdemonstrojmë lehtësisht, që në skemën efig.1-10 amplifikimi per mënyrën epërbashkët Ac = 0 dhe, si pasojw CMRR∞Disa përfundime praktike

• Amplifikatori diferencial përdoret shpesh nëaplikimet e rrymës së vazhduar.

Duke përdorur teknologjinë monolitike),mund të ndertohen amplifikatorëdiferencialë, në të cilët tranzistorët Q1 dhe Q2janë pothuaj identikë (çift i përshtatur)

1/15/2016 22

• Kur tensioni merret nga vetëm një dalje, p.sh Vo = Vo2, atëhere stabiliteti i tensionit tëdaljes varet në një farë mase nga shkalla e përshtatjes së Q1 dhe Q2, por edhe ngastabiliteit i rrymës I0 të gjeneruar nga Q3. Kështu, për amplifikatorët e rrymës së vazhduar,me një dalje të vetme (të tillë si amplifikatorët operacional) stabiliteti i skemës sëpolarizimit të Q3 është mjaft kritik.

•Për të fituar një amplifikim të madh, amplifikatorët diferencialë mund të lidhen nëkaskadë. Në këtë rast, daljet Vo1 dhe Vo2 të fig.1-10 lidhen direkt në bazat e tranzistorëverespektivë të stadit diferencial pasardhës.

1..3.3 Karakteristika kalimtare e amplifikatorit diferencial

Për të kuptuar përparësitë dhe kufizimet e amplifikatorëve diferencialë, do t’i referohemikarakteristikës kalimtare: IC = f(V1 – V2). Për këtë, le të bëjmë së pari një vlerësim kualitativtë skemës së fig.1-10. Kur vlera e V1 ndodhet poshtë pikës cutoff ( cutoff = mbyllje) të Q1, egjithë rryma I0 kalon përmes Q2 (pranojmë për këtë diskutim, që V2 është constant). Kur V1fillon e rritet mbi vlerën cutoff, rryma në Q1 rritet, -në Q2 zvoglohet, ndërsa shuma e tyrembetet konstant dhe e barabartë me I0. I gjithë diapazoni i ndryshimit të tensionit të daljes∆Vo është i barabartë me RcI0 dhe mund të kontrollohet duke ndryshuar vlerën e I0. Ngafig.1.10 nxjerrim:

dhe

1/15/2016 23

Por, siç dihet, rryma emiteriale IE e çdo tranzistori është e lidhur me tensionin VBE nëpërmjetkarakteristikës volt-ampere të diodës, të formës:

Si rrjedhojë:

dhe

Por prandaj:

Duke zwvendwsuar

1/15/2016 24

Kështu që:

(*)

Nëqoftëse Q1 dhe Q2 përfaqësojnë njëçift të përshtatur, atëhere edhe IC2merret nga ekuacioni (*), dukendërruar vendet e V1 dhe V2.

Ekuacioni (*) përfaqëson karakteristikëne transmetimit (ose kalimtare) tëamplifikatorit diferencial dhe paraqitetnë fig.1-11.

Ndryshimet e temperaturës ndaj parametrave të tyre, për shkak edhe të afërsisë,kanë të njëjtën influencë. Si pasojë, për dalje diferenciale, efekti i temperaturësndaj tensionit të daljes është i neglizhueshëm (pothuaj zero).

Fig.1-11

1/15/2016 25

Duke derivuar ekuacionin (*) kundrejt (V1–V2), mund të nxjerrim ekuacionin etranspërcjellshmërisë gmd të amlifikatorit diferencial:

për V1 = V2

Ekuacioni (1-18) tregon, që për të njejtën vlerë I0, vlera e transpërcjellshmerise seamplifikatorit diferencial është sa një e katërta e vlerës së transpërcjellshërisë sënjë stadi amplifikues me një tranzistor të vetëm.

1. Amplifikatori diferencial është një kufizues i mirë, sepse kur tensioni i hyrjesdiferenciale (V1-V2) e kalon vlerën ±4VT (≈100mV) (në temperaturën edhomës), tensioni i daljes pothuaj nuk ndryshon.

Përfundime:

2. Pjerrësia e kësaj kurbe përcakton transpërcjellshmërinë gmd e cila fillon ngavlera zero, arrinë në një vlerë maksimale I0/4VT për Ic1=Ic2 = I0/2 dhe bëhetpërsëri zero.

1/15/2016 26

3. Vlera e gmd është proporcional me I0. Prandaj, meqenëse ndryshimi i tensionittë daljes Vo2 është:

atëhere, amplifikimi diferencial Ad mund të ndryshohet duke ndryshuar vlerën errymës I0. Kjo do të thotë që amplifikatori diferencial mund të përdoret edhe përkontrollin automatik të amplifikimit.

Karakteristika kalimtare është lineare vetëm në një zonë të ngushtë rrethpikës së punës, ku ndryshimi maksimal i tensionit diferencial të hyrjes është±VT (≈25mV) në temperaturën e dhomës). Vërtetohet se me shtimin e dyrezistencave Re në seri me terminalet emiteriale të dy tranzistorëve Q1 dheQ2 të skemës së fig.1-11, zona lineare mund të zgjerohet, sepse kjo lidhje ekundërt negative sipas rrymës dhe në seri, në secilin tranzistor, reduktonpjerrësinë e karakteristikës kalimtare, pra -vlerën e gmd . Vlera të arsyeshmetë rezistencave janë 50-100 Ω, sepse për vlera më të mëdha të tyre,amplifikimi diferencial Ad zvogëlohet shumë. Shtimi i rezistencave Re rritgjithashtu rezistencën e hyrjes.