Главная Промышленная автоматика.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ СХЕМНЫЕ СТРУКТУРЫ

Основные схемные конфигурации обеспечивают обычно ха-рактеристики, приемлемые для большинства аналоговых применений. Разработчики, которые используют эти конфигурации при создании полной интегральной схемы, хорошо понимают особенности этих структур.

Однако в ряде применений аналоговых интегральных схем требуются характеристики, которые не могут быть достигнуты с помощью основных схемных структур. В этом случае в разработке необходимо использовать специальные приемы, состоящие в модификации основных схемных структур с целью получения улучшенных схемных характеристик. В следующих разделах описаны некоторые из этих специализированных приемов разработки.

8.9. МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Основная схема дифференциального усилителя, которая обсуждалась в разд. 3.1, имеет передаточную характеристику, описываемую, как показано в уравнении (3.16), функцией гиперболического тангенса. При возрастании \vjx\ выходной ток асимптотически стремится к току смещения h (фиг. 3.6). Таким образом, /о - это максимальный дифференциальный ток, который может быть выдан этой схемой усилителя.

В некоторых случаях желательно иметь дифференциальный усилитель, способный выдавать дифференциальный ток, намного превышающий равновесный уровень тока смещения). Это может потребоваться, например, при использовании дифференциального усилителя в качестве входного каскада высокочастотного операционного усилителя с малой потребляемой мощностью. Схема, которая не имеет ограничения выходного тока, показана на фиг. 3.26. В этой схеме «рдг-транзисторы представляют собой согласованную пару; четыре рдгр-транзистора также хорошо согласованы между собой Используя в анализе схемы подход, подобный представленному в разд. 3.1, можно показать, что дифференциальный выходной ток зависит от дифференциального напряжения на входе как

/д = 2/о8Ь. (3.41)

Передаточная характеристика, описываемая этим выражением и графически представленная на фиг. 3.26, показывает

) Имеется в виду генератор тока в эмиттерной цепи.-Прим. ред.



+ 0-


фиг. 3.26. Специализировг£ННый дифференциальный каскад усиления, а-схемная конфигурация; б-передаточная характеристикц.



отсутствие ограничения выходного тока. Конечно, свойства реальных приборов ограничат выходной дифференциальный ток некоторым конечным значением. Однако такая специализированная схемная конфигурация способна выдавать токи, в несколько сотен раз превышающие равновесный уровень тока смещения.

3.10. СХЕМЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Полевые транзисторы обладают некоторыми особенностями, которые могут использоваться в специализированных конфигурациях для улучшения схемных возможностей. Исключительно высокое сопротивление на затворе полевого транзистора и очень низкое сопротивление канала наряду с отсутствием напряжения сдвига лучше всего используются в таких применениях, как истоковые повторители и аналоговые ключи ). (В усилительных каскадах полевые транзисторы обычно не используются ввиду их относительно низкой крутизны gm-)

Полевьге транзисторы, работающие в качестве истоковых повторителей, имеют явное преимущество перед биполярными приборами, поскольку полевые транзисторы требуют весьма малого тока смещения. Такие малые токи достигаются ценой увеличения уровня шума и больших напряжений сдвига на входе, чем это может быть получено с обычными биполярными входными каскадами. Вообще говоря, конкретное применение аналоговой интегральной схемы определяет, какие замены возможны.

Полевые транзисторы с переходом имеют, как правило, меньший по сравнению с МОП-транзисторами белый шум, и там, где не требуются исключительно малые токи при высоких температурах, их применение во входном каскаде предпочтительно. На фиг. 3.27 показана полная схема входного каскада с полевыми транзисторами с /?«-переходом на входе. В этой схеме достигается исключительно низкий ток смещения - максимум 20 пА при температуре 25 °С и не более 10 нА в диапазоне температур от -55 до --125°С.

Предусилитель разработан, в частности, для стыковки с операционными усилителями с целью получения гибридных усилителей с полевыми транзисторами на входе, частотные характеристики которых определяются характеристиками самих операционных усилителей и не ограничиваются полевыми транзисторами. Три полевых транзистора с /?«-переходами согласованы друг с другом, и FiM задает рабочую точку входных приборов. Полевые транзисторы работают в режиме насыщения, при этом

)Аналоговые ключи на полевых транзисторах рассматриваются в





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [33] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0034