Дифференциальная оценка основных параметров и характеристик БТ в схеме с общей базой (ОБ) и ПТ в схеме с общим затвором (ОЗ).
Дифференциальная оценка основных параметров и характеристик БТ в схеме с общим коллектором (ОК) и ПТ в схеме с общим стоком (ОС).
Дифференциальный усилитель (ДУ) на БТ и ПТ как активный элемент схемотехники. Принцип действия, назначение генератора стабильного тока (ГСТ), свойства.
Дифференциальные или балансные усилительные каскады (ДУ) применяется для уменьшения дрейфа нуля. Если вх. напр-я и совпадают по фазе и одинаковы по амплитуде (такие сигналы называют синфазными) ,
то токи в плечах ДУ остаются постоянными (в силу симметрии схемы они равны ). При этом , а между коллекторами транзисторов и отсутствует разность потенциалов .
Если на вход ДУ подается дифференциальный входной сигнал , то происходит перераспределение токов между плечами каскада, но сумма токов остается постоянной. На рис. 11.1, б показаны зависимости и от , определяемые соотношениями
и ,
В схеме рис. 11.4, а эмиттерный ток транзистора задается с помощью базового делителя и резистора :
Поэтому
(а) и (б) и (в)
Для повышения температурной стабильности генератора тока в схеме рис. 11.4, б последовательно с включен транзистор в диодном включении.
Схема(токовое зеркало) работает и при условия (см. рис. 11.4, в), так как ток практически повторяет ток , задаваемый резистором . Токовое зеркало находит широкое применение в схемотехнике интегральных операционных усилителей в качестве генераторов постоянного тока и динамических нагрузок транзисторных усилительных каскадов.
.
Способы задания рабочей точки (РТ). Цепи питания БТ и ПТ.
С1 и С2 - разделительные конденсаторы
СЭ - блокировочным конденсатором
Выбор положения рабочей точки транзистора прежде всего ограничен условиями (предполагается работа в режиме класса А):
Imin < I0 < IКдоп; Umin<U0 <UКЭдоп; РК=U0 I0<PКдоп,
где IКдоп, UКЭдоп и РКдоп – предельно допустимые для данного транзистора значения тока коллектора, коллекторного напряжения и мощности рассеяния на коллекторном переходе.
Графическое представление этих неравенств выделяет рабочую область на выходных характеристиках транзистора (рис. 6.2).
Рис. 6.2- Графическое представление работы каскада с ОЭ в режиме большого сигнала
Рабочая точка должна лежать на нагрузочной прямой постоянного тока, которая проводится через точку UКЭ = Е на оси абсцисс и точку IК = Е/R= на оси ординат.
Расчет координат рабочей точки А, обеспечивающей получение двухполярного выходного сигнала амплитудой Uвых при допустимой величине температурного смещения ΔUКЭ можно провести в следующей последовательности:
1) определяют U0 по уравнению ;
2) определяют RК по уравнению ;
3) определяют I0 по уравнению .
Резисторный каскад предварительного усиления на БТ, принципиальная и эквивалентные схемы замещения.
Резисторный каскад предварительного усиления на ПТ, принципиальная и эквивалентные схемы замещения.
Широкополосные усилители (ШУ) с коррекцией частотных и переходных характеристик.
Основные определения в интегральной микросхемотехнике. Интегральные микросхемы, элементы, компоненты. Методы изоляции ИМС. Степень интеграции ИС. Классификация ИС.
Интегральная микросхема– ИС, ряд элементов которой выполнены
нераздельно и электрически соединены между собой таким образом, что с точки
зрения технических требований, испытаний, торговли и эксплуатации устройство
рассматривается как одно целое.
Элемент ИС(Элемент) – часть ИС, реализующая функцию какого-либо
простого электрорадиоэлемента(резистора, конденсатора, транзистора, диода),
выполненная нераздельно с кристаллом ИС.
Компонент ИС(Компонент) – отличается от элемента только тем, что до
монтажа эта часть ИС была самостоятельным изделием(диод, транзистор,
резистор, конденсатор).
Cтепень интеграции ИС(Степеньинтеграции) как показатель сложности ИС, характеризуемый числом содержащихся в ней элементов и(или) компонентов:
где К– коэффициент, определяющий степени интеграции, округляемый до ближайшего большего числа; N – число элементов и компонентов.
Имеют место количественные оценки сложности ИС: малая(МИС), средняя
(СИС), большая(БИС), сверхбольшая(СБИС), сверхскоростная(ССИС), которые
зависят от числа элементов и компонентов, технологии изготовления и
функционального назначения.
В зависимости от технологии изготовления ИС могут быть полупроводниковыми, пленочными или гибридными.
Полупроводниковая ИС(ПИС) (Полупроводниковая микросхема) – это ИС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме или на поверхности полупроводникового материала.
Пленочная ИС(Пленочная микросхема) – это ИС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в виде пленок. Различают варианты: толстопленочные ИС, толщина пленок которых свыше1 мкм, и тонкопленочные ИС, толщина пленок которых до1 мкм.
Гибридная ИС(ГИС) (Гибридная микросхема) – это ИС, содержащая, кроме
элементов, компоненты и(или) кристаллы.
В зависимости от функционального назначения ИС бывают: аналоговые и
цифровые.
Основные свойства и параметры перемножителей сигналов (ПС).
Основные параметры четырехквадрантных ПС:
-погрешность перемножения сигналов
-полоса пропускания
-температурный дрейф.
Реализация математических операций (умножения, деления, возведения квадрат, извлечения квадратного корня) на основе ПС.
Аналоговый ПС может выполнять ряд математических операций:
-умножение
-возведение в квадрат
-деление
-извлечение квадратного корня
Анализ структур активных элементов. Транзисторные структуры (ТС). Диодно-транзисторные структуры (ДТС) как отражатели тока. Токовое зеркало Уилсона.
Анализ структур активных элементов. Биполярно-униполярные структуры. Отражатели тока на ПТ.
Проблемы непосредственной связи в полупроводниковых ИС. Согласование импедансов и уровней постоянного тока.
Стабилизация уровней напряжения и тока. Источники опорного напряжения (ИОН) на БТ и ПТ.
ИОН с умножением напряжения база-эмиттер БТ. ИОН с термокомпенсацией.
31. Основные типы каскадов и особенности их реализации в полупроводниковых ИС: однотактныс, двухтактные, дифференциальные.