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 91 92 93 94 95 96 97 98 99

Поскольку Ron зависит от Vi, при больших сигналах возможно появление нелинейных искажений. Для устранения этого эффекта необходимо выбирать Rs+RlRon или использовать схему с диодной изоляцией затвора (рис. 152,а), в которой диод D запирается на время, когда транзистор находится в проводящем состоянии. Сопротивление R обеспечивает при этом работу ПТ с нулевым напряжением затвор - исток, независимо

I-------уИстсчник

j сигнала


I-Выкл.

б) !

1 . П

-1 1

(р, 1 о-*

Ml -

1-j-

-*-1-*

I I

Rs Ijl

t--( 1 1

Qvz ni "

1 -1 г

1-1-

-1 1 1

Рис. 151. - Основные схемы электронных ключей на полевых транзисторах

ОТ Vi. в состоянии «выключено» к затвору прикладывается отрицательное напряжение V, диод открывается и в цепь источника сигнала поступает ток из цепи управления *.

Относительно большое время нарастания выходного напряжения (рис. 152,6) определяется процессом уменьшения объемного заряда обедненной области и зависит от величины сопротивления R, через которое протекает соответствующий этому процессу ток. Время включения может быть существенно уменьшено шунтированием диода D конденсатором небольшой емкости или- применением диода с правильно выбранной величиной накопленного заряда. В работе [375] описан подобный ключ

* Этот ток, который может вызвать ряд нежелательных эффектов, можно уменьшить с помощью схемы, описанной в [374].



в интегральном исполнении, обладающий временем включения 30-60 НС и временем выключения 0,81,4 мкс, причем эти величины ограничиваются биполярными транзисторами в цепи управления затвором, а не самим полевым прибором.


Рис. 152. Диодная изоляция затвора последовательного ключа для получения постоянного значения

При коммутации большого числа раналов с низкими уровнями сигналов простое параллельное соединение ключей приводит к значительному сдвигу уровня выходного напряжения за счет суммирования токов утечки ключевых транзисторов. В этом

Цепь коппенсации тона затвора

Выход -о

Рис. 153. Усилитель постоянного напряжения с входным прерывателем на полевом транзисторе

случае выгоднее применять «пирамидальную» систему коммутации, подробный анализ которой приведен в работе [377].

Параллельный ключ [373,. 378, 379, 306]. Рассмотрим применение параллельного ключа на примере его использования в качестве входного модулятора усилителя постоянного напря-



жения. Как известно, модуляция входного сигнала позволяет производить усиление на переменном токе и тем самым исключить дрейф нуля и уменьшить 1 -шумы за счет соответствующего выбора частоты модуляции. Применение во входном прерывателе полевого транзистора дает возможность получить долговременную стабильность усилителя менее 1 мкВ.

На рис. 153 приведена схема такого усилителя с общей обратной связью по постоянному току [379]. Устройство состоит из входного прерывателя 1, усилителя переменного напряжения 2 с высоким коэффициентом усиления и фазочувствитель-ного демодулятора-5. Глубина модуляции входного сигнала определяется отношением Rb/{Ron+Rs), однако за счет введения глубокой обратной связи выходной сигнал практически не зависит от величины Rs и Rm, а результирующий коэффициент усиления по постоянному току К задается параметрами цепи обратной связи (K-I + Rf/Rx)- Для компенсации тока утечки затвор - исток ключевого транзистора на вход усилителя через диод подано противофазное по отношению к управляющему напряжение. Описанный усилитель имеет эквивалентный температурный дрейф входного напряжения менее 0,1 мкВ/град, долговременную стабильность порядка 0,5 мкВ *.

Следует отметить, что большая погрешность может возникнуть за счет действия на входе усилителя выбросов напряжения, обусловленных дифференцированием управляющего сигнала емкостью затвор - сток [306]. Для устранения этих наводок используют дополнительные цепи компенсации с применением подстроечных конденсаторов или варикапов.

13.1.2. Переключатели на МОП-транзисторах. Основной трудностью при создании последовательного ключа на МОП-ПТ является задание постоянного напряжения затвор - исток независимо от уровня входного сигнала. Поскольку это требует введения дополнительных деталей, более выгодным оказывается задавать потенциал затвора относительно «земли», а сопротивление нагрузки выбирать так, чтобы даже в худшем случае выполнялось соотношение Rl:>Ron- На рис. 154 приведены зависимости . Ron от Vgs для транзистора с индуцированным каналом р-типа. Видно, что для получения малого сопротивления ключа напряжение Vgs должно быть по возможности большим, при этом уменьшается также зависимость Ron от величины входного сигнала. Необходимо, jOflHaKo, иметь в виду, что большая величина Vgs обусловливает сильные наводки из цепи уп- равления через емкость затвора. Кривые на рис. 154 получены при нулевом напряжении на подложке. На практике для избежания смещения переходов стока и истокав прямом направлении потенциал подложки должен превышать максимальную

* Недостатком уЬилителя является отсутствие общей точки у входа и выхода. (Прим. пер.)





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 91 92 93 94 95 96 97 98 99