Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Этот дифференциальный и йа атель работает на активную нагрузку — источник тока на знзисторах )',)з и Я„которые включены по диодной схеме = О) и выполняют функцию стабилизации тока. (у ат аВторой каскад — биполярный дифференциальный усилитель си и очниками тока в цепях смешения и активной нагрузки, Этот скад управляет выходным каскадом эмпттерного повторителя д, рлнигтона с встроенной схемой ограничения тока. Транзистор 1),з вместе с 9ц, гль ()з и источником тока !о, обеспечивают протекание тока из нагрузки н схему.
Выполненный непосредственно на кристалле конденсатор, залчлкающцй цепь обратной связи второго каскада, используется ддя частотной коррекции Емкость этого конденсатора для усилителей ЕГ)55 и ЕР156 равна 10 пФ, выбрана она из сообра. лкений устойчивости усилителя работа)ощего в режиме повторителя напряжения н обеспечивает частоту единичного усиления 2,5 МГц для ЕГ155 и 5 МГц для ! г)56. Соответствующие скорости нарастания выходного напряжения равны 5 В/мкс (ЕР!55) и !2 В7мкс (ЕГ156). В усилителе ЕВ!57 емкость обратной связи составляет всего 2 пФ, поэтому ОУ работает устойчиво (с запа- 452 Глава 6 сом по фазе 45'), только если коэффициент усиления с обратной связью равен 5 или более Однако вследствие этого частота еди пичного усиления (или произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания) возрастает до 20 МГц (номинал) а скорость нарастания выходного напряжения равна 50 В?мис (номинал).
ОУ 1 Г355, 1.Г356, 1.Г357 (фирма Яа!!опа! Яет?сопс(пс!ог) точно такие же, как и 1.Г155, 1.Р!56, 1 Г!57, за исключением того что усилители серии 300 предназначены для раооты в диапазоне температур, характерном для бытовой аппаратуры. Их основные характеристики приведены в табл. 6.3 (при напряжении питания ~15 В и Т = 25 'С) Счетверенный ОУ с полевыми транзисторами на входе ).РЗ47, ОУ 1.г34? (фирма На!сопа! Яетссопс)ос!ог) является примером полу. проводникового счетверенного ОУ с полевыми транзисторами на входе.
В нем иа одном кристалле расположены четыре электрически независимых ОУ Четыре ОУ параллельно подключены к двум выводам питания (положительного и отрицательного). чРне, 6,19, Счетверенный ОУ 1.Р347 е полевыми транзисторами е рп-иерехед~ иа входе (фирма а!аг!оиа! яелисвпаисгог). 1? роекгиироааиие схем ОУ Таблица 6.4 ОУ $.Р347 Мааимул~ Намазах Максимум Параметр Напряжение смещения Уоа, мВ Температурим!1 дренф ТК!а, мквг С Входноа ток смещения га, пЛ Входной ток сдвига !Оа, пЛ Входное сопротивление, Ом Козффи~гиеит усиленна без об1хатиоа связи, Лис (0] при Лс = 2 кОм, В мВ озффиииент ослабления сигфазного снгра. ла, дг, озффипиент остабленни нестабилььости не- часто тохггига ингения, дВ ' тата единичного усиления ко и рость нара анна выходного апряжения В!мкс имодействне уснлителеа, дБ Взаимо кзивал ' валентное входное напряжение шума Вир 1= 1 кГи, нВгги!хз хо!нов ток шума при / = 1 кГц, пдуГпмт 5 10 50 25 10Ч 100 10 25 70 100 70 100 4 13 — 120 15 0,01 „и счетверенный усилитель выполняется в виде 14-вывод- данный корпуса типа Р1Р.
Упрощенная функциональная схема одного ко о из усилителей показана на рис. 6.19. ного Входной каскад — дифференциальный усилитель на р-канальных „полевых транзисторах с рл-переходом, который работает на акти явную нагрузку в виде схемы токового зеркала на биполярных транзисторах. Корректирующий конденсатор Сс емко- 1О пф включен как конденсатор обратной связи второго каса для обеспечения устойчивости, Выходной каскад — компле„тарный двухтактный эмпгтерный повторитель. Падение на„нженпя на диодах 17х и 77, обеспечивает смещение выходного аскада, которое необходимо, чтобы перекрестные искажения све,-и к минимуму. ОУ 1.г347 работает в температурном диапазоне бытовой аппаратуры: от 0 до 70 'С.
В табл, 6.4 приведены некоторые основные характеристики для ОУ, работающего при напряжении питания ~!5 В и температуре 25 'С. 3десь снова низкий входной ток смещения, очень большое входное сопротивление и высокая скорость нарастания — характерные параметры ОУ с полевыми транзисторами на входе. Коэффициент взаимодействия усилителей, равный — 120 дБ, указывает на очень высокую степень электрической изоляции четырех ОУ, расположенных на одном кристалле.
ОУ 1.г353 — полупроводниковый сдвоенный ОУ, схемотехника н харистеристики которого практически такие же как и 464 Глава о у счетверенного ОУ 1.Р347, а 1.Р351 — одиночный ОУ, также подобный 1.Р347. Технология изготовления биполярных и полевых транзисторов на одном кристалле. В рассмотренные выше полупроводниковые Оу с полевыми транзисторами на входе входят и бнполярные и пояс. вые транзисторы с рп-переходом, которые должны быть разве щепы на одном кристалле ИС. На рис.
6 20 представлен поперся„ ный разрез структуры с прп-транзистором и р-канальиым поле. вым транзистором с рп-переходом. Транзистор лрп-типа — обыч. ный интегральный транзистор. Иаппаа аиппап ааиаряврл иапаарпп адмпднпм па ,~агврлгпа И-тапа Рвс. 6.20. Технология изготовления бггполярных транзисторов и полевых транзисторов с рп-переходом на одном кристалле: разрез топологии. Для изготовления полевого транзистора с рп-переходом ис. пользуются те же технологические процессы, что и для биполяр. ных транзисторов, включая дггг(х!зузню донорной и акцепторнойг примеси, однако для полевых транзисторов с рп-переходом до. полнительно проводится ионное легнрование бором для образования тонкого слоя канала.
Уровень легирования относителыю невелик, а энергия ионов мала, что необходимо для получения небольшого напряжения отсечки )Рл и в то же время, достаточно высокого тока )озз. Кроме того, благодаря одновременному проведению легировання для всех транзисторов удается добиться хорошего согласования полевых транзисторов с рп-переходом. Наглядным примером того, что можно достичь при использовании хорошо согласованных полевых транзисторов с рп-переходом (выполненных методом ионного легирования) во входном каскаде, является ОУ ОРА!!! (фирма Вигг-Вгошп) с ТКН все~о 1 мкВ/'С и входным током смещения только ! пА. Этот ОУ имеет диэлектрически изолированный входной каскад дифференциального усилителя на полевых транзисторах с рп-переходом, смещенный источником тока 800 мкА.
Каждая половина дифференциал~ ного усилителя работает на резист ивную нагрузку 4 кОм. Сопро тивления нагрузочных резисторов с помощью лазерной подгони" устанавливаются такими, чтобы снести к минимуму входное иа пряжение смещения, в результате максимальное напряжение смещения данного усилителя составит всего 250 мкВ Сроахткроаакиа стаи ОУ на важная особенность ОУ, изготовленного таким спосоодна „ — низкие шумовые характеристики. Эквивалентное напря„'ие шума составляет всего 6 нВ/Гцых, а благодаря малому „дному току смещения шумовой ток этого усилителя 1,6 фА/Гцма 1о 0016 пА/Гцнх). Другие параметры данного ОУ следующие: ' ффицпент усиления без обратной связи 126 дБ, частота еди„„чного усиления 2 МГп и скорость нарастания 2 В/мкс. ч' та оп ч.
дт лх мессе л„м 30 В х!, ОУ с МОП-входом и КМОП.выходом САЗ!30 (фирма ЯСА Согрета Воп): а — упрощенная фуикцповахьная схема; о — структурная схема. б 3.2, ОУ на МО//-транзисторах. СА3130. Интересным примером полупроводникового ОУ на МОП-транзисторах является 3130 1фнрма ГхСА), который содержит наряду с МОП-транзитом же к егорами также и биполярные транзисторы, расположенные на же кристалле. Эта схема усилителя представлена па рис. 6.21.
456 Глаза б Таблица б,б ОУ СЛ3130 Минимум Номинал Ма««рити !гзр негр 15 50 ЗО Напряжение смегцения Уса, мВ Входной ток смещения !и, пА Влодиой ток сдвига !оа, пЛ Входное сопротивление, ТОм Влодная емкость С„пФ Коэффициент усиления без обратной свнзн, Аоь (О) при йь = 2 кОм, В!мВ Коэйхрншгент ослабления сйнфазного снгиала, дБ Коэффициент ослабления нестабильности ис. точняка питания, дВ л1астота единичного усиления йо й)Гц Скорость нарастания вмходного напряженви, В/мкс 5 0,5 4,3 320 50 90 70 70 !5 10 Входным каскадом является дифференциальный усилите состоящий из двух р-канальных МОП-транзисторов Дэ и работающих в режиме обогащения.
Этот дифференциальный у „" литель смещен источником тока также на МОП-транзистора„ а его нагрузкой служит схема токового зеркала на транзисто. рах 9э и Ягэ. Резисторы нагрузки !ль и 1«э (1 кОМ) в схеме токовог~ зеркала используются совместно с потенциометром (он подкл„„ чается извне к выводам 1 и б), который используется для уста нонки «нуляэ усилителя. Падение напряжения на этих резист .
рах в состоянии покоя 100 мкА 1 кОм = 100 МВ, поэтому диана зои возможной регулировки напряжения смещения составляе~ ч-!00 МВ. Диоды О, и 0„, включенные между входами усилителя используются для зашиты тонкого подзатворного окясла от скач. ков напряжения и статического заряда, которые могут присести к разрушению слоя окисла и необратимому повреждению трап. зистора. Коэффициент усиления первого каскада всего около б вследствие низкой передаточной проводимости МОП-транзистора. Выходной каскад выполнен на комплиментарных МОП-транзисторах (КМОП-транзисторах), причем Яз — р-канальный транзистор, а Ятэ — л-канальный.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
