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

яние паразитной ОС на параметры каскада. Полученные формулы (5.2) -(5.7) можно использовать и при анализе паразитных ОС в более сложных каскадах, например в дифференциальном каскаде (ДК), где паразитные ОС возникают за счет р-п переходов распределенных резистивных слоев р-области и в других каскадах. На рис. 5.21, з изображена схема ДК с сопротивлениями контактов Z, на которой пунктирными -ЛИНИЯМИ показаны паразитные связи между резисторами коллекторных, базовых и эмиттерной цепей. Нетрудно видеть, что схема ДК с паразитными ОС может быть заменена эквивалентной схемой на рис. 5.1, в или эквивалентной схемой на рис. 5.1, е, для которых по-

лучены выражения основных параметров усилителя, при необходимости можно учесть и влияние сопротив-.ления контакта Z, как это было выполнено для каскада (рис. 5.1, а). Неверно было бы полагать, что электрические паразитные ОС в интегральном усилителе возникают только через р-п переходы резистивных

слоев, сформированные в одной области, они с таким же успехом могут возникнуть и за счет р-п переходов транзисторных структур и других элементов.

Емкостная параллельная ООС по напряжению. Рас-•смотрим безрезистивный усилительный каскад с динамической нагрузкой на п-р-п транзисторе с ИНТ Б коллекторной цепи (рис. 5.2, а). Благодаря тому, что транзистор Т\ изолирован от подложки обратно сме-тценным р-п переходом, имеется паразитная емкость коллектор-подложка. Кроме того, в транзисторе Т\ имеется зарядная емкость коллектор-база, через которую выход каскада соединяется со своим входом, т. е. юсуществляется паразитная ОС по напряжению. Влияние такой паразитной ОС на параметры каскада можно определить, используя эквивалентную схему (рис. 5.1,6) и ее унисторный граф (рис. 5.1,г). Следовательно, основные параметры Каскада с динамической нагрузкой можно определить с помощью выражений (5.2) - (5.4). .Здесь непременно следует добавить, что паразитная ОС через коллекторно-базовую емкость влияет не только на параметры каскада, но и на его частотную характеристику, осуществляя низкочастотную коррекцию.

Паразитную параллельную ОС по напряжению через коллекторно-базовые емкости можно наблюдать и вДК (рис. 5.2,б). Анализ влияния этой паразитной ОС на



параметры ДК можно осуществить с помощью теоремы деления (гл. 4) и графа эквивалентной схемы (рис. 5.1,г). Из сказанного ясно, что для анализа параметров любой полусхемы ДК можно пользоваться полученными выражениями (5.2) - (5.4). Однако хотелось подчеркнуть, что паразитная ОС через коллектор-но-базовые емкости более существенно влияет на частотную характеристику ДК-

5.3. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАЗИТНЫХ ОС НА ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЯ

Характерной особенностью современной схемотехники интегральных усилителей является то, что в их каскадах в качестве коллекторной нагрузки транзистора почти не используются резисторы, а вместо них применяют транзисторы другой проводимости или схемы Дарлингтона. В настоящее время самыми распространенными каскадами интегральных ОУ стали: симметричные ДК, безрезистивные каскады с динамической нагрузкой и двухтактные эмиттерные повторители, транзисторы которых работают в режиме класса АВ, последние обычно применяются в усилителях мощности. Правда, для увеличения входного сопротивления ОУ на входе симметричного ДК иногда применяют эмиттерные повторители, работающие в линейном режиме.

Естественно, что разные типы каскадов .имеют неодинаковые характеристики, среди последних в ОУ особое место отводится частотным и амплитудным характеристикам. Частотную характеристику интегрального ОУ будут определять только каскады, усиливающие по напряжению. Широкополосные же эмиттерные повторители с коэффициентом усиления на.пряжения, близким к единице, иа частотную характеристику ОУ практически не влияют. Зато транзисторы двухтактных эмнттерных повторителей, работая в режиме класса АВ, создают по сравнению с ДК наибольшие искажения усиливаемого сигнала, которые обусловлены нелинейностью их амплитудной характеристики.

Нелинейные искажения каскада и в целом ОУ обычно оцениваются как нелинейностью амплитудной характеристики, так и коэффициентом гармоник. При исследовании каскадов .(двухтактных эмиттерных повторите-



лей и безрезистивного каскада с динамической нагрузкой), которые работают, как правило, в режиме большого сигнала и являются основными источниками нелинейных искажений, нелинейность их амплитудных характеристик будем оценивать с помощью коэффициента гармоник. А теперь перейдем непосредственно к рассмотрению влияния паразитной ОС на частотную и амплитудную характеристики каскадов.

Влияние паразитной ОС на частотную характеристику. Так как основными каскадами усиления напряжения интегральных ОУ являются: каскад с динамической нагрузкой и ДК, то будем рассматривать влияние паразитных ОС на частотные характеристики только этих каскадов. Поскольку интегральные каскады усиления напряжения связаны между собой непосредственно, а выходное напряжение у них, как правило, снимается с коллекторной цепи транзистора, «оллекторная область которого с подложкой образует паразитную емкость коллектор-подложка (рис. 5.2, с), то одиночный усилительный каскад с достаточной для практики точностью можно аппроксимировать «интегрирующей» RC-пепъю первого порядка. Тогда частотно-зависимый коэффициент усиления напряжения каскада без учета паразитной ОС можно записать:

где Ко - коэффициент усиления интегрального усилителя на нулевой частоте; Тв=/?С=1/С1)в - постоянная времени.

Однако в каскаде (рис. 5.2, а) через коллекторно-базовую емкость наблюдается паразитная ОС, которая согласно работам [22, 68] изменяет коэффициент усиления:

ос(Р)=(Н/[1 +Т(Н(Н1. (5.9)

где v(/«>)-коэффициент передачи цепи ОС. Подставляя равенство (5.8) в формулу (5.9) и производя соответствующие упрощения, получаем

К 7Ы- -o/[>+Y(/to)o] /с im

%с(Р)- ,+/coW[l-fY(/p>)/Co] (-О)

Из выражения (5.10) видно, что постоянная времени каскада при наличии ОС уменьвдилэсь, а следовател!! 162





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