Усилители в интегральном исполнении

December 22, 2011 by admin Комментировать »

В идеальном дифференциальном усилителе пара идентичных транзисторов находится в тесном тепловом контакте, так что они остаются в точности одинаковыми во всем рабочем диапазоне температур. Кроме того, необходимо, чтобы суммарный ток эмиттеров не зависел от температуры, для чего в генераторе стабильного тока должна быть применена температурная компенсация напряжения на базе транзистора. Эти требования успешно удовлетворяются в интегральной микросхеме, где все компоненты, будучи размещены на одном кристалле, оказываются в тесном тепловом контакте. В основе производства интегральных микросхем лежит процедура фотолитографирования. Транзисторы, резисторы и диоды образуются из р- и «-слоев, создаваемых посредством диффузии, для управления которой применяются различные маски. Хотя сами процессы диффузии содержат элемент случайности, в результате чего параметры одной части схемы слегка отличаются от параметров другой части, все же в пределах одного кристалла нетрудно создавать попарно согласованные транзисторы и резисторы, что как раз и обеспечивается применением идентичных масок.

В интегральной микросхеме невозможно создать разделительные конденсаторы емкостью больше нескольких десятков пикофарад; поэтому схемы разрабатываются, как правило, в виде усилителей постоянного тока. Стандартным входным каскадом у интегральной микросхемы является дифференциальный усилитель, поскольку он гарантирует малый дрейф и обеспечивает наличие инвертирующего и неинвертирующего входов. В большинстве интегральных микросхем в качестве выходных каскадов применяется эмиттерный повторитель того или иного вида, благодаря чему выходное сопротивление оказывается малым.

На рис. 8.11 показано внутреннее устройство интегрального усилителя. Схема начинается с непременного дифференциального каскада (на транзисторах Т{ и Т2), затем включает в себя усилитель напряжения (на транзисторе Г3) и в качестве выходного каскада имеет эмиттерный повторитель на комплементарных транзисторах (Г4 и Т5), работающий в режиме АВ. Диоды Dj и D2 обеспечивают смещение выходных транзисторов, достаточное для того, чтобы минимизировать искажения типа «ступеньки» (см. разд. 5.17).

Рассматривая схемы интегральных усилителей, предоставляемые производителями, иногда может оказаться затруднительным увидеть даже приблизительное сходство со схемой, приведенной на рис. 8.11. Это происходит не из-за принципиальных различий, а потому, что самыми дешевыми компонентами из всех — с точки зрения изготовления внутри интегральной микросхемы — являются транзисторы; когда можно в какой-либо части схемы использовать транзистор вместо резистора, то так и поступают. Кроме того, иногда при создании методами диффузии различных транзисторов на одной кремниевой подложке расположенные рядом слои с примесями образуют нежелательные «паразитные» транзисторы, и бывает не-

Рис. 8.11. Схематическое изображение типичного интегрального усилителя.

обходимо либо намеренно включить эти транзисторы в схему, либо свести их влияние к минимуму. Результатом таких конструктивных ограничений иногда является то, что схему трудно интерпретировать на том языке, каким принято описывать ее эквивалент из дискретных компонентов. Однако читатель может быть уверен, что большинство интегральных усилителей ведет себя так, как если бы они выглядели наподобие схемы, показанной на рис. 8.11.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

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