Главная  Интегральный монолит 

[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]

зисторов сами по себе обеспечивают достаточное ограничение тока в большинстве случаев благодаря снижению эффективности эмиттера транзистора при больших токах. В схеме операционного усилителя 709 предусмотрена возможность коррекции путем присоединения последовательной /?С-цепочки к зажимам Л и Л и одиночного конденсатора Сг между выходом и зажимом В (см. схему рис. 5-20,6). Необходимость применения двух отдельных цепей для коррекции частотной характеристики обусловлена трехкаскадной схемой усилителя типа 709 в отличие от двух-каскадных схем операционных усилителей более поздних разработок.

Поскольку модель 709 была первым монолитным операционным усилителем, который получил широкое распространение, расположение внешних выводов этой монолитной схемы было принято в промышленности в качестве стандарта. Все монолитные усилители более поздних разработок имеют такое же количество и расположение внешних выводов, как усилитель типа 709. Внешние выводы операционного усилителя 709, включая выводы для внешних корректирующих элементов Ri, Ci и Сг, показаны на рис. 5-20,6. Монолитная пластинка усилителя 709 имеет размеры 1,02 X 1,12 мм. Общий вид этой пластинки показан на микрофотографии рис. 5-21. Схема изготовляется с помощью стандартной эпи-таксиально-планарной технологии,-и в ней используются базо-диффу-зионные резисторы. На микрофотографии показаны основные элементы схемы и внешние выводы. Эта интегральная схема имеет следующие особенности расположения элементов на пластинке.

1. Для того чтобы обеспечить малый сдвиг входных напряжений и токов, входные транзисторы Ti и Тг имеют одинаковую геометрическую форму и размеры и расположены

в непосредственной близости один от другого.

2. Для уменьшения паразитных связей до минимума входные и выходные зажимы схемы разнесены на пластинке на максимально возможное расстояние.

3. Согласованные резисторы, например Ri и Ri во входном каскаде, размеш,ены в непосредственной близости один от другого и имеют одинаковые форму и размеры.

4. Транзисторы, коллекторы которых в схеме соединены, например Тз и Тъ, Т4 и Гб, T и Т&, размещаются в одном изолированном островке с целью экономии площади монолитной пластинки.

Основным недостатком операционного усилителя типа 709 является малая амплитуда входных дифференциального и синфазного сигналов. Полный размах синфазного входного напряжения ограничен VsjEk (см. § 5-3), а размах дифференциального напряжения величиной 7 В. Причиной ограничения входных сигналов является небольшое пробивное напряжение обрат-носмеш,енного перехода база - эмиттер входных транзисторов. Коррекция частотной характеристики операционного усилителя типа 709 сравнительно сложна, так как для этой цели требуются три корректирующих элемента.

Более современной схемой монолитного операционного усилителя, в которой устранены основные недостатки усилителя 709, является операционный усилитель типа 741. Принципиальная схема этого операционного усилителя приведена на рис. 5-22. Необходимый коэффициент усиления при разомкнутой цепи обратной связи обеспечивается двумя усилительными каскадами. Для получения более высокого коэффициента усиления на каскад в качестве нагрузки в обоих каскадах используются не резисторы, а активные схемы источников тока. Входной каскад выполнен по схеме, которая показана на рис. 5-8, и




Рпс. 5-21. Микрофотография монолитной пластинки операционного усилителя типа 709„

обеспечивает коэффициент усиления по напряжению более 60 дБ. Второй каскад усиления построен на транзисторах Tie и Т, соединенных по схеме Дарлингтона, и многоколлекторным боковом р-п-р транзисторе Ti3, который служит в качестве активной нагрузки каскада. Второй каскад имеет коэффициент усиления по напряжению около 45 дБ. Управление выходным каскадом усилителя осуществляется транзисторами Tzi, Тд и 721, причем

последние задают уровень смещения на выходной каскад, который работает в классе Б. Эти транзисторы соответствуют диодам Д1 и Дг на схеме рис. 5-15.

Выходной каскад, работающий в классе Б, построен на транзисторах разного типа проводимости Г14 и Tzo, причем последний является транзистором р-п-р типа, в котором подложка используется в качестве коллекторной области. Транзисторы Tis и 725 с резисторами Rg и Rio об-



разуюг схему защиты выходных цепей от короткого замыкания. Аналогичная схема защиты уже рассматривалась в § 5-4 (см. рис. 5-16).

Операционный усилитель типа 741 имеет внутреннюю частотную коррекцию с помош,ью одною корректирующего конденсатора Си который присоединен ко второму усилительному каскаду. Такой метод коррекции аналогичен тому, который показан на рис. 5-18 в предыдущем параграфе. Типовое значение емкости корректируш,его конденсатора d около 30 пФ.

Монолитная пластинка операционного усилителя имеет площадь 0,36 мм. Корректирующий конденсатор Ci изготовлен в виде МОП структуры (см. рис. 3-4). Обкладками конденсатора служат область /2-типа и слой алюминия. Корректирующий конденсатор занимает на монолитной пластинке приблизительно шестую часть ее площади. Основные правила расположения

элементов на монолитной пластинке, которые рассматривались применительно к усилителю типа 709, полностью относятся и к операционному усилителю 741. Кроме выходного каскада, все транзисторы р-п-р типа в схеме 741 являются боковыми.

Как уже указывалось, монол1Ит-ный операционный усилитель должен иметь достаточно большое входное сопротивление и малый входной ток. Эти характеристики усилителя можно суш,ественно улучшить, если использовать во входном каскаде транзисторы с тонкой базой.

Входной каскад с такими транзисторами рассматривался в § 5-3 (см. рис. 5-12). Так как транзисторы с тонкой базой могут иметь коэффициент усиления Ро порядка 5000 при. токе коллектора 2-3 мкА, применение схемы входного каскада, показанной на рис. 5-12, позволяет поддерживать входной ток на

Лдии8ертируд-тй Вход


Рис. 5-22. Принципиальная схема монолитного операционного усилителя типа 741.



[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]

0.0011