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

с многопетлевой ОС (имеются петли паразитных внутренних ОС, петли местных ОС и внешняя петля ООС). Все многообразие внутренних паразитных электрических ОС, так же как и местных ОС, встречающееся в современных интегральных ОУ, можно свести к параллельным или последовательным, положительным или отрицательным, по напряжению или по току, частотно-зависимым или частотно-независимым, активным или пассивным, линейным или нелинейным и т. д., причем в ОУ они могут проявляться как в отдельности, так и в комбинацйи.

Однако проанализировать внутренние паразитные электрические ОС, не говоря уже о тепловых, даже в одном современном интегральном ОУ, насчитывающем в своем составе всего порядка тридцати элементов, задача весьма сложная и порой неразрешимая, так как они мало зависят от выбранной схемы ОУ, а больше определяются технологией изготовления и методом изоляции элементов, топологией элементов и их размещением на кристалле, а также геометрическими размерами и взаимным расположением элементов. Все это порождает большое количество факторов и причин, которые при проектировании интегральных ОУ учесть не так просто. В связи с этим будем начинать анализ паразитных ОС, останавливаясь на простых, но характерных случаях возникновения внутренних электрических паразитных ОС в каскадах интегральных усилителей, а проанализировав их, попытаемся обобщить полученные результаты.

Последовательная положительная ОС по току. Подобная паразитная ОС возникает в тех случаях, когда часть выходного сигнала, попадая на вход усилительного каскада, совпадает по фазе с входным. На рис. 5.1, а изображена принципиальная схема усилителя, а толстыми стрелками показаны на схеме пути сигналов положительной ОС. Как следует из схемы, токи ОС появляются в результате падения напряжения на сопротивлениях Z и Zg. Конечно, в идеальном случае сопротивления Z и Zg должны быть равны нулю, а паразитная последовательная положительная ОС отсутствовать. Однако в реальной микросхеме эти сопротивления имеют хоть малые, но конечные значения как результат несовершенных омических контактов диффузионных слоев с металлизацией и, наконец: омическое сопротивление 154



самого тонкого слоя металлизации межэлементных со.-единений.

Сопротивления Z и Zg могут быть как сосредоточенными, так и распределенными. Поэтому при анализе всех видов электрической паразитной ОС в интегральных микросхемах необходимо особенно обращать внимание на фазовый сдвиг сигнала. На сравнительно невысоких частотах {до 1 1МГц), когда сопротивления можно считать только омическими, напряжение паразитной ОС для схемы (рис. 5.1, а) может быть определено по формуле

где Яъл2 - входное сопротивление второго каскада. Из выражения (5.1) видно, что при большом значении коэффициентов передачи тока транзисторов напряжение паразитной ОС может оказаться достаточно большим даже на сопротивлении меньшем одного ома. Следовательно, казалось бы незначительная, за счет только омических контактов, внутренняя паразитная положительная ОС в интегральном усилительном каскаде может привести к весьма нежелателньым последствиям - понижению стабильности его параметров или еще хуже- к самовозбуждению. Подобные ситуации разработчик микросхем должен всегда учитывать, прогнозируя схемотехнические, топологические, технологические и другие контрмеры, чтобы паразитная положительная ОС компенсировалась или переходила в отрицательную.

Последовательная отрицательная ОС по току. Последовательную отрицательную паразитную ОС можно получить в только что рассмотренном каскаде (рис. 5.1,а), если к нему добавить, как показано на схеме пунктирными линиями, еще один резистивный каскад на транзисторе Т. Паразитная ОС, возникающая в трехкаскадном резистивном усилителе, будет теперь уже не положительной, а отрицательной, которая в отличие от положительной ОС улучшает и стабилизирует параметры усилителя. Напряжение ОС в этом случае может быть определено аналогично по формуле (5.1). Это один из наглядных примеров, как положительную паразитную внутреннюю ОС в интегральном усилителе сделать полезной, улучшающей параметры и характеристики




-1-i- Распределенное •- сопротивление

Направление обратной связи

Рис. 5.1. Паразитные обратные связи.

с - последовательная положительная и отрицательная ОС по току; б - параллельная ООС по напряжению; е - эквивалентная схема параллельной ООС; г - ее унисторный граф; й-параллельная ООС по току; е - эквивалентная схема параллельной ООС по току; ж-ее унисторный граф; з -паразитные

ос в ДУ.





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