Аналоги индуктивности

March 22, 2011 by admin Комментировать »

В микросхеме полупроводниковый аналог индуктивности выполняет функцию проволочной индуктивности. Однако в отличие от проволочных индуктивностей он не запасает магнитной энергии, на него не оказывают влияния магнитные поля от силовых трансформаторов и других источников.

Попытки изготовить на основе пленочной технологии высокодобротные индуктивности, работающие на частотах в сотни мегагерц, не увенчались успехом. Требования малых размеров и массы, бескорпусного исполнения лучше реализуются при использовании планарной технологии. При этом все слои транзистора имеют выход на поверхность полупроводниковой пластины, что позволяет создавать контактные площадки легко соединяемые разводкой в требуемую схему. Использование диэлектрической изоляции совместно с планарной технологией, отводящими тепло диэлектрическими жидкостями, обладающими высокой теплопроводностью, позволяет повысить технологические характеристики и обеспечить совместимость индуктивностей с технологией интеграль- яых схем. Диэлектрическая изоляция практически исключает влияние паразитных связей между элементами микросхемы. Это означает, что полоса пропускания и температурная стабильность таких устройств выше. Интегральные схемы, изготовленные таким способом, конкурируют по своим высокочастотным параметрам с их гибридными вариантами, значительно превосходя их по плотности компоновки [6]. У нас в стране и за рубежом приводятся исследования, связанные с разработкой схемотехнических решений, позволяющих осуществлять синтез аналогов индуктивности. Такие работы следует рассматривать как один из первых этапов для перевода их в интегральное исполнение.

При синтезе аналогов индуктивности в качестве активных элементов могут использоваться операционные усилители (ОУ) и транзисторы. на основе операционных усилителей, несмотря на высокую температурную стабильность, не получили широкого распространения из-за небольшого (десятки килогерц) частотного диапазона [7 — 11]. В настоящее время за счет развития схемотехнических решений удалось расширить полосу пропускания до сотен килогерц. На рис.1 приведена простейшая схема аналога индуктивности на операционном усилителе. Устройство является конвертором (преобразователем) отрицательного сопротивления. При

Четвертое устройство по своим техническим характеристикам близко к третьему, но обладает более высокими значениями эквивалентной индуктивности. Устройство, показанное в пятой графе, может иметь постоянную разность потенциалов между клеммами 1—2, равную нулю. Поскольку эквивалентная индуктивность является изолированной от общей шины, то эту схему можно использовать в фильтрах нижних частот. Устройство, изображенное в шестой графе табл.6, выполняется на комплементарных биполярных транзисторах с использованием токового зеркала (транзисторы VT3, VT4). На его основе (при большом количестве транзисторов VT4) получены эквивалентные индуктивности большой величины, а при одном транзисторе VT4, малых сопротивлениях резисторов R2 (десятки Ом) и емкости конденсатора С1 (единицы пикофарад) можно получить малые значения индуктивности с рабочими частотами, достигающими 150 МГц (U = 400 МГц).

Таким образом, при создании полупроводниковых аналогов индуктивности разработчикам необходимо решить ряд задач, связанных с уменьшением температурного коэффициента индуктивности, расширением полосы пропускания и электронной регулировкой величины индуктивности. Кроме того, технология их изготовления должна совмещаться с технологией изготовления интегральных микросхем. Такие аналоги индуктивности находят применение в качестве управляемых реактивностей в разнообразных фильтрах, генераторах, преобразователях и так далее. Использование в качестве активных элементов операционных усилителей позволяет получить достаточно стабильные аналоги индуктивности. Однако операционные усилители имеют высокий коэффициент усиления в ограниченном частотном диапазоне. Поэтому высокая стабильность индуктивности в таких устройствах (достигаемая за счет большого коэффициента усиления) характерна для весьма ограниченного частотного диапазона. Развитие схемотехнических методов построения транзисторных эквивалентов р-п-р-п-структуры с низким (близким к нулю, но не нулевым) отрицательным дифференциальным сопротивлением (которое достигается за счет компенсации положительной обратной связи по току, отрицательной обратной связью по напряжению) позволило существенно расширить частотный диапазон, повысить температурную стабильность. Использование для построения аналогов индуктивности низкоомных уст- роиста позволило еще больше уменьшить температурный дрейф     Введение последовательно с резистором R0, задающим положение рабочей точки, перехода коллектор — эмиттер транзистора, сопротивление которого изменяется от температуры, позволяет достичь вы-, сокой (1-Ю"4 t/град) температурной стабильности* Следует отметитьг что за счет шунтирования резисторов, включенных в цепи обратной связи эквивалента р-п-р-п- структуры, цепью, состоящей из последовательно включенного резистора и перехода коллектор-эмиттер транзистора, сопротивление которого функционально связано с управляющим током или напряжением, получены управляемые аналоги индуктивности. Сейчас созданы интегральные управляемые аналоги индуктивности (рис 14 и 15).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты