Элементы интегральной схемотехники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат: Элементы интегральной схемотехники

Источник операционный усилитель, источник компаратор и другие источники схемы состоят из ряда базовых элементов:

источников опорного напряжения;

генератора стабильного тока;

дифференциальных усилителей;

усилителей мощности;

трансляторов уровня напряжения;

схем защиты от пробоя;

1. Источники опорного напряжения (ИОН)

транзистор генератор ток усиление

Источники опорного напряжения служат для задания статического режима транзисторов. В качестве ИОН используют различные включения диода. Для получения низких напряжений используют прямое включение диода (рис 1).

рис. 1 а) рис. 1 б)

рис..1 в)

Для получения низких, но больше чем на 1 напряжений, используют последовательное включение диода (рис.2).

рис.2

Для получения большого напряжения используют обратное включение диода (рис.3).

рис3

Недостатки всех схем:

1) низкая температурная стабильность;

2) низкая нагрузочная способность;

Для термостабилизации используют отрицательную обратную связь с помощью дополнительного резистора:

При увеличении температуры растет диодный ток, увеличивается эмиттерное напряжение, падает напряжение на база-эмиттер

Рис.

Для увеличения нагрузочной стабильности ИОН используют схему, имеющую большое входное и малое выходное сопротивление (рис.4).

рис.4

2. Генератор стабильного тока

Предназначен для получения постоянного тока или большого динамического сопротивления. Широко применяется в дифференциальном усилителе и используется в любом интегральном операционном усилителе (рис.1).

рис.2.1

Выбирая R₁ и R₂ можно получить необходимый ток.

Если - «токовое зеркало».

Иногда , отсутствуют.

Тогда

где , - площади эмиттеров ,

3. Транслятор уровня напряжения

Обеспечивает непосредственную (по постоянному току) связь двух соседних усилительных каскадов при наибольшем коэффициенте передачи напряжения (почти 1).

рис.3.1

;

Если взять генератор вместо стабильного тока, то получим ТУН.

4. Дифференциальный усилитель

рис.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.5

Дифференциальный усилитель ведет себя как усилитель в схеме с ОЭ.

Найдем входное сопротивление дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель в режиме синфазного усиления.

В режиме синфазного усиления усилитель никогда не применяется, но он всегда имеет место - усиление помех.

рис.2

- отпирается по базе

Растет I_Б1, I_K1, I_Э1

I_Б2, I_K2, I_Э2 увеличивается, так же как и ,

так как

Найдем в этом режиме:

Это схема с ООС по току.

Коэффициент ослабления синфазного сигнала:

5. Усилитель мощности (выходные усилители)

Усилители мощности предназначены для получения заданной в нагрузки мощности.

На практике чаще всего применяют двухтактный усилитель по схеме ОК.

рис.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис2

В статическом режиме работы

,

- закрыты

Динамический режим работы

- еще сильнее закрывается по базе

- открывается по базе

Увеличивается и выходное напряжение

Подадим на вход «- » ()

Входное напряжение равное напряжениям база-коллектор увеличиваться.

Т₁ - еще сильнее закрывается по базе

Т₂ - открывается по базе

Увеличивается , а выходное напряжение, наоборот, падает

Для увеличения входного сопротивления и увеличения по мощности используют составные и композитные транзисторы (включения транзисторов).

рис.3

Композитное включение транзисторов

рис.5.5.4

Схема принципиальная электрическая интегрального операционного усилителя К140УД1

1ДУ: с симметричным входом и симметричным выходом. Собран на транзисторах Т₁ и Т₂, а также Т₃ с R₂ - ГСТ; источник напряжения на транзисторе Т₆(R₆, R₇).

2ДУ: с симметричным входом на транзисторах: Т₄ ,Т₅, R₅, R₈. R₄ - понижает напряжение питания ДУ1.

Таблица.1.

ВУ: сложный эмиттерный повторитель (усилитель с ОК) с коэффициентом передачи напряжения >1(за счет положительной обратной связи).

Т₇, Т₈, Т₉, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂.

Диод Д включен в обратное напряжение и используется как конденсатор для повышения устойчивости схемы.

Рассмотрим работу усилителя.

ДУ1: , Т₁ отпирается по базе , растет напряжение на коллекторе и токи

, Т₂ - закрывается по базе. При этом наблюдается уменьшение токов на транзисторе, а также напряжение на коллекторе второго транзистора:

ДУ2: ,

Т₄ - открывается по базе

. растет

Т₅ (усилитель с ОБ)

На потенциал базы Т₅ влияет и ток эмиттера и потенциал .

, то есть транзистор Т₅ запирается и по эмиттеру и по базе.

Значит токи падают еще больше , а значит еще больше

ВУ:

, Т₇ - опирается по базе

растет

В цепи эмиттера Т₇ включены последовательно , транзистор Т₈ и (Т₈+) - ГСТ, а последовательное включение (+ГСТ) - ТУН.

Размещено на Allbest.ru