Раздел 2 ОСНОВЫ АНАЛОГОВОЙ МИКРОСХЕМОТЕХНИКИ

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 34Следующая ⇒

Тема 2.1 Особенности элементов интегральной микросхемотехники

Раздел 2.1.1Особенности построения элементов интегральной схемотехники (Лекция 13, 2 часа)

Учебные вопросы:

1. Особенности аналоговой микросхемотехники

2. Генераторы стабильного тока (ГСТ)

3. Генераторы малого стабильного напряжения (ГМСН)

4. Схемы сдвига уровня

5. Работа каскада на двух транзисторах с эмиттерной связью в качестве фазоинверсного

Всё больше узлов РЭУ выполняется на ИМС. При разработке принцип схем для интегральной технологии необходимо учитывать ряд особенностей:

1. В ИМС не могут быть изготовлены трансформаторы, катушки, конденсаторы большой ёмкости. Поэтому почти все ИМС разрабатываются без применения блокировочных и разделительных конденсаторов. Широко применяют эквиваленты электронных катушек индуктивности.

2. Точность получения заданных параметров отдельных интегральных элементов и их температура стабильность оказываются пониженными. В то же время наладка в ИМС невозможна. Всё это требует точных схемных решений и применение ООС по переменному и постоянному току.

3. Из всех элементов ИМС наименьшую площадь на подложке занимает транзистор. Поэтому резистор заменяют транзистором, применяя динамические нагрузки или генераторы стабильного тока.

4. В ИМС достигается высокая степень идентичности одинаковых элементов.

5. Особенность полупроводниковых ИМС – большое число транзисторов, выполняющие функции активных и вспомогательных компонентов.

Генераторы стабильного тока (ГСТ), генераторы малого стабильного напряжения (ГМСН) и схемы сдвига уровня

ГСТ – двухполюсник, ток которого почти не зависит от приложенного к нему напряжению. Его сопротивление для переменной составляющей тока будет в идеале бесконечно. Простейший ГСТ – транзистор с фиксированным смещением, так как его ток почти не зависит от U_k.

Для уменьшения зависимости i_k от U_K прибегают к следующей схеме:

В цепь эмиттера включается резистор ОС R1, а потенциал базы фиксируется делителем R2, R3 образуется схема эмиттерной стабилизации i_k, которая уменьшает нестабильность i_k от U_k и температуры.

Для дальнейшей стабилизации включается диод VD (последовательно с R3).Он имеет отрицательный ТК прямого напряжения.Диод VD осуществляет термокомпенсацию тока через транзистор VT1.

Рисунок 2.1 Схемы генератора стабильного тока

ГСТ называют также стабилизаторами или эталонами тока, электронными резисторами и динамическими нагрузками.

Пример: транзистор VT2 является усилителем с общим эмиттером, а вместо R_k включен транзистор VT1 как ГСТ. Благодаря этому весь переменный ток транзистора VT2 протекает в сопротивление полезной нагрузки. Это увеличивает K и .

В сущности назначение ГСТ – большое сопротивление для переменного тока и малое сопротивление для постоянного тока. Последнее обстоятельство обеспечивает малые потери на нём напряжение, а значит, и мощности, что выгодно отличает ГСТ от резистора (кроме того, резистор с большим сопротивлением занял бы много места на подложке)

ГМСН – это низковольтные (1В) стабилизаторы напряжения применяемые в ИМС для подачи смещения и др. Это пассивный двухполюсник, где напряжение не зависит от тока (в простейшем случае – диод VD, однако он стабилизирует напряжение до 0, 7В, что недостаточно).

Рисунок 2.2 Схема генератора малого стабильного

Напряжения

База транзистора VT включается к промежуточной точке делителя. Здесь , а значит и - стабильны.

Все приращение внешнего напряжения приложено к R1, что будет увеличивать ток через делитель и , а . Изменяя соотношение сопротивлений R1, R2 можно изменять

Схемы сдвига уровня:

Рисунок 2.3 Схема сдвига нуля

Схемы сдвига уровня: так как в ИМС не используют разделительный конденсатор, то в цепях межкаскадных связей необходимо гасить (или сдвигать) уровень постоянного напряжения, и в то же время хорошо передавать переменное напряжение. Простейшее устройство стабилитрон, однако он даёт высокий уровень шума; транзистор VT1 служит эмиттерным повторителем и обеспечивает большое R_вх. В его эмиттерную цепь включают делитель сопротивления и ГСТ на транзисторе VT2. Так как , то делитель незначительно ослабляет переменное напряжение, а постоянное сопротивление обеспечивает - U_R, что и создает необходимый сдвиг.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒