Тема 1: «Функциональные узлы аналоговых интегральных микросхем. Составные транзисторы и источники постоянного тока.»
Download 1.22 Mb. Pdf ko'rish
|
Вебинар 1 (презентация)
|
Дисциплина «Микроэлектроника. Часть 2.» ТЕМА 1: «Функциональные узлы аналоговых интегральных микросхем. Составные транзисторы и источники постоянного тока.» Легостаев Николай Степанович, профессор кафедры «Промышленная электроника» Функциональные узлы аналоговых интегральных микросхем: Составные транзисторы. Источники постоянного тока. Источники постоянного напряжения. Дифференциальные усилители. Каскады сдвига потенциальных уровней. Выходные каскады. Интегральные операционные усилители: Основные свойства операционных усилителей. Характеристики и параметры операционных усилителей. Интегральные стабилизаторы напряжения: Особенности интегральных стабилизаторов напряжения. Функциональные узлы интегральных стабилизаторов напряжения. Тематический план вебинаров по дисциплине «Микроэлектроника. Часть 2.» Составные транзисторы: 1. Составной n-p-n-транзистор (пара Дарлингтона). 2. Модифицированные схемы составного n-p-n-транзистора. 3. Составной p-n-p-транзистор Источники постоянного тока: 1. Интегральный источник тока, управляемый током (токовое зеркало). 2. Интегральный источник тока с большим выходным сопротивлением (токовое зеркало Уилсона). 3. Интегральный источники постоянного тока на основе токового зеркала. 4. Интегральный источники постоянного тока на основе токового зеркала Уилсона. 5. Интегральный источник малого тока. 6. Составной источник тока отрицательной полярности (источник тока, смещенный другим источником тока). 7. Схема из нескольких источников тока отрицательной полярности. 8. Источник постоянного тока в широком диапазоне напряжений питания. 9. Многоканальные источники тока с многоколлекторными дополняющими p-n-p-транзисторами. 10. Источники тока на МОП-транзисторах. Содержание Составные транзисторы. Во входных и промежуточных каскадах интегральных усилителей высокие входные сопротивления и большие коэффициенты усиления по току часто достигаются за счёт использования составных транзисторов. Составной транзистор представляет собой сочетание двух или нескольких элементов, соединённых таким способом, что образуется активный трёхполюсник с новыми параметрами и характеристиками. Сочетание двух биполярных транзисторов одного или разного типов проводимости, а также биполярного и полевого транзисторов, наконец, двух полевых транзисторов с одинаковыми и противоположными проводимостями каналов позволяет получить схемы составных транзисторов (таблица 1). Составные транзисторы. Таблица 1 – Схемы составных транзисторов В этих схемах составных транзисторов используются известные схемы нормального включения транзисторов (ОИ, ОС, ОЗ для полевых и ОЭ,ОК,ОБ для биполярных). Составные транзисторы. Среди составных транзисторов наибольшее распространение имеет так называемая пара Дарлингтона . Рисунок 1 – Схема пары Дарлингтона Составные транзисторы. Результирующий коэффициент усиления по току пары Дарлингтона приблизительно равен произведению коэффициентов усиления отдельных транзисторов: Результирующее входное сопротивление примерно равно удвоенному входному сопротивлению транзистора с выходным током и коэффициентом усиления по току : Составные транзисторы. Пара Дарлингтона , обладая рядом преимуществ по сравнению с одиночным транзистором, имеет и принципиальные недостатки : результирующий коэффициент усиления по току определяется произведением и , значение которого изменяется больше, чем коэффициент усиления одного транзистора; два перехода база-эмиттер включены последовательно и ток эмиттера транзистора VT1 зависит от коэффициента усиления по току транзистора VT2, поэтому результирующее напряжение база-эмиттер и его температурная зависимость подвержены значительным изменениям . Составные транзисторы. Модифицированные схемы пары Дарлингтона Показатели качества существенно улучшаются, поскольку значительно ослабляется зависимость эмиттерного тока и напряжения база-эмиттер транзистора VT1 от коэффициента усиления по току транзистора VT2. Температурная стабильность остаётся невысокой. Составные транзисторы. Рисунок 2 – Составной p-n-p-транзистор Общий коэффициент усиления по току составного p-n-p- транзистора : 2 1 (1 ) Широко распространённый способ преодоления недостатков, обусловленных принципиально малым коэффициентом усиления по току интегральных p-n-p- транзисторов, заключается в использовании составных p-n-p-транзисторов , которые включают в себя так называемый дополняющий p-n-p-транзистор (VT1) и обычный n-p-n-транзистор (VT2). Составные транзисторы. Пример 1. Определить токи коллектора и эмиттера составного p-n-p- транзистора, если ток базы . Решение: Ток коллектора составного транзистора представляет собой ток эмиттера транзистора VT2 : Подставляя численные данные, находим ток коллектора: Ток эмиттера определяется как сумма тока эмиттера транзистора VT1 и тока коллектора транзистора VT2 : Подставляя численные данные, находим ток эмиттера: Источники тока. Источники тока на основе активных элементов образуют важный класс функциональных узлов ИМС. Создать идеальный источник тока невозможно, но существуют способы, позволяющие получить очень близкую аппроксимацию идеального источника. Наличие согласованных по характеристикам пар транзисторов, изготавливаемых по одной технологии, позволяет создавать схемы с небольшими, но чрезвычайно стабильными коэффициентами усиления. Рисунок 3 – Интегральный источник тока, управляемый током ( Download 1.22 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|