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]

о-£ход о-

КоррСнцил

-г-

Коррекция о

/1-5к

<

Ki Zk

Обычный траизивтвр

Трпнзиетор

. f тонкой Базой


6fiK бОк

KjjZDk

Kn 8ZD

/УуЛУУ % 7л-

Рис. 5-23. Принципиальная схема монолитного операционного усилителя типа 108, во входном каскаде которого применены транзисторы с тонкой базой.

уровне, не превышающем 1 нА, а разность входных токов--не более 0,1 нА. Хорошим примером практического использования транзисторов с тонкой базой во входном каскаде может служить операционный усилитель типа 108, принципиальная схема -которого приведена на рис. 5-23. Для того чтобы отличить транзисторы с тонкой базой от обычных транзисторов, на схеме они обозначены с утолщенной базой. Входной каскад операционного усилителя типа 108 имеет схему, аналогичную показанной на рис. 5-12, в которой бипо--лярные транзисторы Г5 и Те задают малый уровень -напряжения на входных транзисторах Ti и Гг, имеющих тонкую базу и низкое пробивное напряжение. Таким образом, оба входных транзистора в любых условиях работают при напряжении между базой и коллектором, близким к нулю. Транзисторы с пере-

крестными связями Гз и Г4 в нормальном состоянии закрыты и служат для защиты входных цепей от случайных выбросов напряжения. Боковые транзисторы р-п-р типа T и Гв в диодном включении вместе с согласованными резисторами Ri, и R5 служат в качестве коллекторных нагрузок iB каскаде усиления. Второй каскад усиления построен на транзисторах Тд и Гю. Транзисторы Г21 и Гг2 преобразуют дифференциальный выход второго каскада усиления в одиночный выход аналогично преобразованию, показанному на рис. 5-9. Для того чтобы сделать это преобразование более эффективным, в преобразователе используются транзисторы с тонкой базой. Сигнал с одиночного выхода второго каскада далее подается на базу транзистора Гц, который осуществляет управление выходным каскадом иа транзисторах Гщ и Гц. Транзистор Tig р-п-р типа с подложкой



в качестве коллекторной области аналогичен транзисторам в выходных каскадах усилителей типа 709 и 741. Транзисторы Tjs и Tie соответствуют диодам Ui и Дг на рис. 5-15. На транзисторе Ггэ построен источник тока, который задает уровень тока входного каскада порядка 6 мкА. Транзисторы Гг? и Ггв определяют режим работы транзисторов с тонкой базой, при котором коллекторное напряжение близко к нулю. Полевой транзистор Газ с «-каналом служит в качестве источника постоянного тока, который задает токи для транзисторов Т%, Т20 и Ггэ- Этот полевой транзистор с п-каналом изготовляется путем использования базовой диффузии р-типа для получения затвора и эпитаксиального слоя «-типа для канала. Транзистор, имеющий аналогичную структуру, показан на рис. 2-25. Частотная коррекция операционного усилителя типа 108 осуществляется присоединением внешнего конденсатора к специальным выводам схемы, которые показаны на рис. 5-23. Цепь коррекции образуется внешним конденсатором и последовательным внутренним резистором Rs.

5-7. СХЕМЫ, ПОСТРОЕННЫЕ НА БАЗЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Сравнивающие устройства

Назначением сравнивающих устройств являются сравнение мгновенных значений напряжения входного сигнала с эталонным напряжением, подаваемым на второй вход, и выработка выходного напряжения, соответствующего логическим нулю или единице, в случаях, когда уровень напряжения оказывается выше на одном или другом входе. Сравнивающие устройства обычно используются для выполнения следуюш,их функциональных схем:

1. Детектор с изменяемым порогом.

2. Дискриминатор импульсов.

3. Детектор перехода через нуль.

4. Приемник цифровых сигналов с высокой помехоустойчивостью.

5. Устройство сравнения уровней напряжений (для преобразования аналог - код).

Схемы сравнения напряжения могут использоваться в качестве усилителей с большим коэффициентом усиления, которые имеют дифференциальный вход и одиночный выход, выходное напряжение которого совместимо с одним иэ типов логических схем. Благодаря указанным свойствам сравнивающие устройства легко сопрягаются с обычными логическими схемами. По характеру выполняемых функций сравнивающие устройства очень близки к операционным усилителям с дифференциальным входом. Действительно, во многих случаях имеется возможность использовать операционный усилитель в качестве сравнивающего устройства. Однако требования, предъявляемые к сравнивающему устройству, по величине входного сопротивления, коэффициенту усиления и амплитуде выходного напряжения иногда оказываются более низкими. Так как сравниваюш,ее устройство может иметь на выходе два состояния и должно быстро переходить из. одного состояния в другое, оно должно быстро выходить из режима насыщения и иметь малое время установления сигнала на выходе. Усиление напряжения в сравнивающем устройстве необходимо лишь для уменьшения перепада напряжения на дифференциальном входе, при котором выходное напряжение изменяется от одногО крайнего уровня до другого. При работе с цифровыми схемами требуется иметь размах выходного напряжения от О до 5 В. Поэтому коэффициент усиления порядка ЮОО оказывается, как правило, достаточным для того, чтобы при амплитуде входного сигнала, сравнимой по



величине с напряжением смещения входного каскада, выходной сигнал имел требуемую амплитуду напряжения (см. § 5-3). Отсюда следует вывод, что для сравниваюш,их устройств очень -большая величина коэффициента усиления по напряжению не является необходимой. Далее, поскольку общий коэффициент усиления сравнивающего устройства сравнительно невелик и оно работает при разомкнутой цепи •обратной связи, коррекция частотной характеристики не требуется.

На рис. 5-24 показана принципиальная схема практического сравнивающего устройства типа р,А 710 фирмы Fairchild. Рассмотрим кратко эту схему. Транзисторы Ti и Tz образуют дифференциальный входной каскад, в котором резисторы Ri и Rz являются симметричной нагрузкой. Транзистор Тъ фактически служит в качестве источника питания для входного каскада. Схема входного каскада аналогична рассмотренной ранее (см. рис. 5-8). Второй каскад усиления построен по дифференциальной схеме на транзисторах Гз и Г4, коллекторными нагрузками которых являются резисторы {Rs+Rl) и R5. Стабилитрон Дз служит источником смещения на эмиттеры транзисторов второго каскада. Эмиттерный -повторитель на транзисторе T обеспечивает получение малого выходного сопротивления второго каскада. Второй стабилитрон, построенный также на основе обратносмещенного перехода эмиттер - база, сдвигает постоянное напряжение на выходе до уровня, необходимого для согласования с логическими схемами. Диод Д1, подключенный ко второму каскаду, служит для ограничения выходного напряжения, что необходимо для повышения быстродействия и обеспечения положительного уровня напряжения, совместимого с интегральными логическими схемами. Если пренебречь влиянием конечного входного сопротивления на характеристики преды-

Идиндертаруе-мый Вход о

ИнВертирде--- мьш Вход


*-o-f.

Рис. 5-24. Принципиальная схема быстродействующего компаратора типа 710.

дущего каскада, то коэффициент усиления сравнивающего устройства запишется в следующем виде:

Ки=KuiKu2 ~ SiiRiS yiRs,

(5-41)

где Kui и Ku2-коэффициенты усиления по напряжению первого и второго каскада, а Si и Si - крутизна характеристики транзисторов Ti и Г4 соответственно. При напряжениях источников питания -f 12 В и -6 В коэффициент усиления по напряжению приблизительно равен 1700. Время восстановления схемы около 30 НС при восстанавливающем напряжении, равном 10 мВ. Уровни выходных .напряжений составляют 4-3,5 и -0,5 В и хорошо совмещаются с большинством интегральных логических схем.

Усилители считывания

Основным назначением усилителей считывания является обнаружение слабых сигналов, определение .их полярности и преобразование их до уровня логических сигналов. Эти усилители используются в качестве «читающих» элементов в системах памяти, построенных на ферритовых сердечниках, магнитной проволоке и ленте. В системах памяти на маг-



[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]

0.0009