Методы схемотехнического проектирования функциональных узлов широкополосных аналоговых микросхем автоматики

• Автор: Старченко, Иван Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 164 с. : ил

1. СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТИ КОЛЛЕКТОРБАЗА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ В ШИРОКОПОЛОСНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ.

1.1. Схемотехнические способы компенсации импеданса

двухполюсников

1.2. Способы компенсации емкости коллекторбаза транзисторов

1.3. Неавтономные параметры составных компенсированных транзисторов

Выводы.

2. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСКИ КАСКАДОВ

С КОМПЕНСАЦИЕЙ ЕМКОСТИ КОЛЛЕКТОРБАЗА.

2.1. Амплитудночастотные характеристики каскадов

с компенсацией емкости коллекторбаза транзисторов

2.2 Фазочастотные характеристики каскадов с компенсацией емкости коллекторбаза транзисторов.
2.3. Устойчивость каскадов с компенсацией емкости коллекторбаза транзисторов
2.4. Оптимальная по Г.В. Брауде амплитудночастотная характеристика каскадов с компенсацией емкости коллекторбаза транзисторов.
Выводы.
3. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ
ШИРОКОПОЛОСНЫХ АНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3.1 .Несимметричные широкополосные дифференциальные
усилители.
3.2. Источники опорного тока и активные нагрузки с повышенным выходным сопротивлением.
3.3. Схемотехника цепей компенсация емкости коллекторбаза в промежуточных каскадах операционных усилителей
3.4. Функциональная интеграция схемотехнических способов компенсации входного сопротивления эмиттерных повторителей
3.5. Широкополосные усилители с управляемой верхней граничной частотой
3.6. Схемотехника широкополосных двухкаскадных транзисторных усилителей
4. СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗРАБОТАННЫХ УСТРОЙСТВ
4.1. Широкополосный усилитель с токовой обратной связью.
4.2. Широкополосный операционный усилитель с малым токопотреблением
4.3. Широкополосный операционный усилитель с повышенным коэффициентом усиления
4.4. Компенсационный стабилизатор напряжения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Рассмотрены дуальные схемотехнические методы компенсации входного сопротивления эмиттерных повторителей в широком диапазоне частот следящая связь по току и по напряжению. Определены условия полной компенсации входного сопротивления. Проведено моделирование вариантов схемотехнической реализации. Предложены функциональные и схемотехнические решения для построения усилителей с управляемой верхней граничной частотой. Определены принципы регулировки, предложены варианты схемотехнической реализации, проведено их моделирование. Предложена схемотехника построения многокаскадных широкополосных усилителей. Результаты подтверждаются моделированием. В четвертой главе приведены результаты исследований операционных и видеоусилителей, разработанных, с учетом исследований проведенных в предыдущих главах, на базе аналогового базового матричного кристалла АБМК 1. НПО Интеграл г. Минск. Дано описание принципиальных электрических схем. При разработке функциональных узлов усилителей применены схемотехнические приемы, исследованные в предыдущих главах. Основной целью при проектировании ставилось улучшение частотных характеристик при снижении токопотребления микросхемы с учетом технологических ограничений элементной базы АБМК 1. Приведены результаты исследования разработанного широкополосный усилитель с токовой обратной связью i ii, отличающийся малым токопотреблением, низкой входной емкостью и высокой скоростью нарастания выходного напряжения. Приведены результаты исследования разработанного широкополосного операционного усилителя, отличающегося малым токопотреблением, низким уровнем шумов, высоким коэффициентом подавления синфазного сигнала. Приведены результаты исследования разработанного широкополосного операционного усилителя с повышенным коэффициентом усиления, высоким коэффициентом подавления синфазного сигнала и низким токопотреблением. Приведены результаты исследования разработанного компенсационного стабилизатора напряжения, предназначенного для питания операционных преобразователей, отличающегося высоким коэффициентом стабилизации, низким выходным сопротивлением и малым током холостого хода. Разработанные схемы внесены в каталог центра Мик Ап1. Каталог микросхем РоссийскоБелорусского центра микроэлектроники МикАн Шахты ЮРГУЭС, . Одним из определяющих факторов снижения широкополосности операционных усилителей является емкость перехода коллекторбаза Ск. Особенно заметно влияние этой емкости при высокоомных сопротивлениях в цепи коллектора транзистора, как во входных, так и в промежуточных каскадах операционных усилителей. В данной главе рассматриваются общие принципы компенсации емкости перехода коллекторбаза транзисторов. Стоит отметить, что предлагаемые схемы включения транзистора нашли применение в инженерной деятельности , , и были описаны в литературе 2, , но исследователи не замечали сложности и многообразия процессов в данных устройствах. Эти эффекты рассмотрены в данной главе, так же они нашли отражение в работах автора . Если в радиоэлектронном устройстве удается выделить некоторый паразитный двухполюсник Ю, например, сопротивление коллекторнобазового перехода транзистора, то его отрицательное влияние на параметры устройства можно скомпенсировать схемотехническими методами. При этом возможны два способа целенаправленной компенсации Ш рис. Первый способ основан на введении между выводами 1 и 2 двухполюсника Ш неинвертирующего компенсирующего усилителя напряжения УН1 с малым выходным Явых. Явх. Ки близок к единице, то эффективная проводимость между узлом 1 и общей шиной может принимать малые значения. Т УКи . К я, я
эф. К и,и2У, Ь. Кии,
ОС 1
Рис. В зависимости от численных значений Ки эффективная проводимость эф. Если Ки1, то эф. Ш на свойства схемы. Рассмотренный схемотехнический прием известен в литературе как следящая связь по напряжению питания 2, , . Он находит широкое применение, например, в тех случаях, когда необходимо повысить входное сопротивление усилительных каскадов . Второй, практически не рассмотренный в технической литературе, способ компенсации Ю состоит в следующем 2, , .