Главная  Журналы 

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 85 86 87 88 89 90

Входное сопротивление каскодного ДУ для синфазного сигнала согласно (4.7) будет равно

2 ПЭ1 + AlE3 +РдО+ h\3\ + Ai + ПБЗ/ПЭ!)

(4.107)

где /?д - сопротивление ИНТ. Выходное сопротивление каскодного ДУ

R, (4.108)

где Аз=пБз22Бз ~ 12Бз2Шз; -сопротивленис делителя. * Коэффициент усиления ДУ по току согласно (4.5)

Коэффициент усиления ДУ по напряжению

W2 (4.110)

"ПЭ1

Поскольку транзисторы Ti, Tz и Тг, 74 каскодного ДУ включаются последовательно по постоянному току, то их параметры и режимы питания должны быть одинаковыми. Иначе от неидентичности параметров может произойти перераспределение напряжений на р-п переходах транзисторов и их пробой.

В каскодном ДУ входная емкость для дифференциального сигнала сильно уменьшена из-за устранения эффекта Миллера, благодаря чему расширена полоса пропускания ДУ при одновременном улучшении подавления синфазного сигнала и снижении токов утечки.

Симметричный ДУ с динамической нагрузкой. Чтобы получить большое усиление в одном каскаде интегральных операционных усилителей, широко применяют симметричные ДУ с динамической нагрузкой (рис. 4.13). Динамическая нагрузка, представляющая собой каскад на транзисторах противоположной проводимости, обеспечивает большой коэффициент усиле-, ния, значительное выходное сопротивление и стабилизирует режим питания транзисторов. Таким образом, симметричный ДУ с динамической нагрузкой едва ли




Рис. 4.13. Симметричный ДУ с динамической нагрузкой.

не самый распространенный каскад интегральных операционных усилителей. Естественно, этот ДУ желательно проанализировать и получать аналитические выражения для его основных параметров.

Интегральный симметричный ДУ с динамической нагрузкой имеет в каждом плече по три транзистора (один с вертикальными п-р-п переходами и два с горизонтальными р-п-р переходами, один из которых в диодном

включении) и общий PIHT. Поскольку транзисторы изготовлены -в едином цикле технологического процесса и имеют сравнительно малый разброс параметров, при анализе симметричного ДУ с динамической нагрузкой удобно воспользоваться теоремой деления [1, 25, 51], разбив симметричный ДУ на две одинаковые полусхе-f мы. Нетрудно заметить, что любая из полусхем довольно близко совпадает со схемой, изображенной на рис. 4.4, а, эквивалентная схема которой показана на рис. 4.4, б; можно также .воспользоваться эквивалентной .схемой (рис. 4.9), полагая, что ее нагрузкой являются выходные проводимости транзисторов Т% и Т4. Для эквивалентной схемы (рис. 4.9) запишем уравнения

1 = [U, ~ и, (1 - 2Э,)-2Э1ЛМ„э,,

11Э1

Д, -й

12Э1

12Э2

"ПЭ2

Al + 2131

1Э1 Д + /г21Э2

11Э2

11Э2

t4/2233 + ,„3j-.

-tsfe23. + ) = .H-V «ПЭ2/ «ПЭ2

(4.111)



Полагая, что у интегрального симметричного ДУ входные транзисторы, имеющие вертикальную инжекцию, изготовлены более тщательно и их параметры hu и /г2в имеют незначительный разброс (/г„э1 = 11Э2"11э" Кпэ

- К\э2 = К\э) получаем.

22 + (1 -/2i23l)2iaMll3

2 (/233 +22Э1 - 23l213/ll3)

2213 (2233 - 2234 )

(Дг - Д.) (/гггЭЗ + h-Si) - ххфр. (2233 - 2234)

(4.ИЗ)

.Л 12Э21Э \ ,

"2233 I "2234 + "2232 -

ИЗ У

2234 (ггэ! +

+/2234 (2233 +2231 "

1231 213 \

+ /2233)

(4.1 И)

Если параметры и других симметричных транзисторов имеют малый разброс, то выражение (4.114) можно, значительно упростить:

1231 231

из ih-mi + 22Э3)

(4.115)

Из выражения (4.115) следует, что входное сопротивление ДУ примерно равно удвоенному входному сопротивлению п-р-п транзистора в схеме ОЭ. Понятно, что такое сравнительно небольшое входное сопротивление ДУ с динамической нагрузкой не может удовлетворить тем высоким требованиям, которые предъявляются к входному сопротивлению операционного усилителя, поэтому на входе такого ДУ ставят дифференциальный эмиттерный повторитель или вместо входных п-р-п транзисторов ДУ с динамической нагрузкой применяют составные п-р-п транзисторы.

Анализ основных симметричных каскадов интегральных микросхем показал, что в интегральных ДУ схемотехника и технология изготовления сильно взаимосвязаны. Невозможно достигнуть высоких результатов при разработке АПИМ, соверщенствуя только одну схемотехнику, без улучшения технологического процесса их производства, так же, как, совершенствуя технологию





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 85 86 87 88 89 90