Разработка и исследование схемотехнических методов улучшения основных динамических параметров BJT IP модулей и аналоговых микросхем для устройств автоматики и вычислительной техники

• Автор: Будяков, Петр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 201 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРЕДЕЛЬНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛЕНИЯ ПО НАПРЯЖЕНИЮ И ДИАПАЗОНЫ РАБОЧИХ ЧАСТОТ КЛАССИЧЕСКИХ КАСКАДОВ

1.1 Схема с общим эмиттером и общей базой

1.2 Схема с общим коллектором

1.3 Каскодный усилитель

1.4 Симметричный дифференциальный усилитель с резисторами коллекторной нагрузки

1.5 Двухкаскадный дифференциальный усилитель с несимметричным выходом

1.6 Двухкаскадный дифференциальный усилитель с парафазным выходом

1.7 Дифференциальные усилители с обратной связью по синфазному сигналу

1.8 Выводы
ГЛАВА 2 СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА РАБОЧИХ ЧАСТОТ КЛАССИЧЕСКИХ ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ
2.1 Динамические параметры и устойчивость широкополосных усилителей с цепями компенсации выходной паразитной емкости С
2.1.1 Постановка задачи
2.1.2 Синтез цепи компенсации паразитного импеданса С
2.1.3 Пример построения функциональной схемы цепи компенсации
2.1.4 Частотные свойства широкополосного усилителя с цепью компенсации
2.1.5 Устойчивость скорректированного широкополосного усилителя
2.1.6 Результаты компьютерного моделирования обобщенной схемы
2.1.7 Методика компьютерного моделирования с инерционными активными элементами в среде МАТЬАВ
2.2 Анализ чувствительности электронных схем с собственной и взаимной компенсацией и методов ее улучшения
2.2.1 Разновидности функций чувствительности
2.2.2 Случай билинейного разложения функций цепи
2.2.3 Чувствительность в цепях с собственной компенсацией
2.2.4 Взаимная компенсация двух проводимостей
2.3 Цепь компенсации на базе повторителя тока и повторителя напряжения
2.4 Цепь компенсации на базе усилителя напряжения
2.5 Цепь компенсации на базе усилителя тока
2.6 Выводы
ГЛАВА 3 МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПО НАПРЯЖЕНИЮ КЛАССИЧЕСКИХ ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ
3.1 Метод собственной компенсации доминирующих импедансов
3.1.1 Анализ метода собственной компенсации доминирующих импедансов
3.1.2 Каскад с общей базой и общим эмиттером
3.1.3 Каскодные усилители
3.1.4 Дифференциальные усилители с парафазным выходом
3.1.5 Дифференциальные усилители с отрицательной обратной связью по синфазному сигналу
3.2 Методики проектирования цепей с взаимной компенсацией доминирующих импедансов
3.2.1. Цепь компенсации на основе токового зеркала и повторителя напряжения
3.2.2 Цепь компенсации на основе двух токовых зеркал и усилителей тока и напряжения
3.2.3 Цепь компенсации на основе токового зеркала с двумя выходами и усилителя рассогласования
3.2.4 Цепь компенсации с «заземленной» моделью доминирующего импеданса
3.2.5 Цепи компенсации на основе двух токовых зеркалах
3.2.6 Практические схемы усилителей с взаимной компенсацией импедансов
3.3 Выводы

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЯ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ IP МОДУЛЕЙ С ЦЕПЯМИ КОМПЕНСАЦИИ ДОМИНИРУЮЩИХ ИМПЕДАНСОВ
4.1 Сверхбыстродействующие параллельные АЦП с дифференциальным входом
4.2 Модифицированная перемножающая ячейка Гильберта с расширенным диапазоном рабочих частот
4.3 Смесители сигналов с повышенным коэффициентом усиления
4.3 Широкополосные аттенюаторы с управляемым коэффициентом передачи
4.4 Широкополосная цепь смещения статического уровня
4.5 Фотодионые датчики с расширенным диапазоном рабочих частот.
4.6 Малошумящие трансимпедансные преобразователи сигналов лавинных фотодиодов с расширенным диапазоном рабочих частот
4.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 - Практические схемы каскадов с собственной и взаимной
компенсацией импедансов
Приложение 2 - Акты внедрения результатов диссертационной работы

компенсации заключается, прежде всего, в определении математической модели специально вводимой цепи Ук(р), при которой верхняя граничная частота ТТТУ возрастает, а время установления переходного процесса (уст скорректированного
ШУ было бы равно желаемому значению {уст «1уст, где 1 - время
установления нескорректированного ШУ.
В частности, для ЫС - нагрузки, свойства выходной цепи каскада (рисунок 2.1) без цепи компенсации можно описать сопротивлением 2н(р) в изображениях по Лапласу:
гн(р) = {Р) =----^----= К‘ , (2.3)
1Н(Р) 1+ РС0Я, 1 + Т0р
где С0 = Сн + Са1 + Скб - суммарная паразитная емкость выходной цепи ШУ, /?, -эквивалентное активное сопротивление выходной цепи ШУ, 1н(р) - суммарный ток в элементах, входящих в Zн(p), Т0 = СаЯ1 - постоянная времени цепи нагрузки,
определяющая верхнюю граничную частоту /, и время установления
переходного процесса 1уст ШУ без цепи компенсации (7 «3Т0, /в -/2пТ0 ).
2.1.2 Синтез цепи компенсации паразитного импеданса С
Переходя к решению задачи синтеза, передаточную функцию искомой цепи компенсации, определим:
$,(Р) = ^ООЛ/„(Р). (2-4)
где ила (р), 1 к (р) - изображения по Лапласу выходного напряжения усилителя и выходного тока цепи компенсации соответственно. При этом будем считать, что цепь Ул.(р) имеет большое входное и выходное сопротивления, а емкостная и активная составляющие входного и выходного импедансов цепи Ук(/?) учитываются в эквивалентной емкости С0 и сопротивлении /?,.
Утверждение. Если усилитель с потенциальным выходом характеризуется сопротивлением 2н(р) = (р)/1н(р), где 1н{р) - суммарный ток в элементах,