34. Способы межкаскадных связей: емкостные и трансформаторные, достоинства, недостатки и применение.

емкостная связь, при которой в качестве элемента связи выступает конденсатор, называемый разделительным. Конденсатор разделяет каскады по постоянному напряжению, объединяя их по переменной (сигнальной) составляющей. Этот вид межкаскадной связи применяется в усилителях переменного сигнала. Существенным недостатком емкостной межкаскадной связи является то, что в усилителях сигналов относительно невысоких частот, в том числе и в усилителях звуковых частот, во избежание существенных низкочастотных искажений требуется использовать конденсаторы большой емкости, что делает невозможным исполнение усилительного тракта в виде микросхемы.

Соединение двух участков сигнальной цепи с помощью транс­форматора называется трансформаторной связью. К достоинству связи этого вида следует отнести то, что при ее применении выбором коэффициента трансформации можно обеспечить оптимиза­цию значения нагрузки усилительного прибора и тем самым реализовать возможность получения предельных значений сиг­нальной мощности, отдаваемой в нагрузку. К недостаткам трансформаторной связи следует отнести ее неширокую полосу пропускания (малое значение отно­шения верхней граничной частоты полосы пропускания книжней), большие габаритные размеры трансформаторов, их массу и стои­мость.

35. Схема включения оптрона как элемента межкаскадных связей.

Сигнальный ток на входе транзистора VТ2 образуется в результате преобразования свет — ток, осуществляемого с помощью фотодиода VD3. Все фотодиоды работают при обратносмещенных переходах, так как при таком режиме они обладают наибольшей линейностью преобразования свет- ток, а также высокой чувствительностью и быстродействием. Разделяемые оптроном участки тракта питаются от различных источников и , чем обеспечивается возможность осуществления полной гальванической развязки между разделяемыми участками тракта.

36. Составные транзисторы по схеме Дарлингтона: достоинства, недостатки и применение.

В качестве усилительного элемента может быть применён не только один транзистор, но и комбинация из двух или больше транзисторов. Такая комбинация называется составной транзистор.

Пару Дарлингтона можно включать по схеме с ОЭ, (ОК или ОБ, ис­пользуя при этом транзисторы р-п-р пли п-р-п типа. Наибольший эф­фект дает включение составного транзистора по схеме с ОЭ и ОК; в схеме с ОБ усиление пары Дарлингтона мало отличается от усиле­ния обычного транзистора.

37. Каскодная схема составных транзисторов: достоинства, недостатки и применение.

В ариантом составного транзистора является каскодная схема, представляющая собой последовательное включение по переменному току двух транзисторов. Входное сопротивление каскодного усилителя определяется входным сопротивлением транзистора V1 и не зависит от сопротивления нагрузки; частота верхнего среза зависит от параметра транзистора V1 и сопротивления источника сигнала. Однако каскодный усилитель обладает важнейшим преимуществом – слабой связью между выходом и входом такого составного транзистора.

38. Основные особенности аналоговой микросхемотехники.

В ИМС не могут быть изготовлены трансформаторы, катушки, конденсаторы большой ёмкости. Поэтому почти все ИМС разрабатываются без применения блокировочных и разделительных конденсаторов. Широко применяют эквиваленты электронных катушек индуктивности.

Точность получения заданных параметров отдельных интегральных элементов и их температура стабильность оказываются пониженными. В то же время наладка в ИМС невозможна. Всё это требует точных схемных решений и применение ООС по переменному и постоянному току.

Из всех элементов ИМС наименьшую площадь на подложке занимает транзистор. Поэтому резистор заменяют транзистором, применяя динамические нагрузки или генераторы стабильного тока.

В ИМС достигается высокая степень идентичности одинаковых элементов.

Особенность полупроводниковых ИМС – большое число транзисторов, выполняющие функции активных и вспомогательных компонентов.

39. Генераторы стабильного тока (ГСТ): определение, схемы и работа ГСТ.

ГСТ – двухполюсник, ток которого почти не зависит от приложенного к нему напряжению. Его сопротивление для переменной составляющей тока будет в идеале бесконечно. Простейший ГСТ – транзистор с фиксированным смещением. Пример: транзистор VT2 является усилителем с общим эмиттером, а вместо R_k включен транзистор VT1 как ГСТ. Благодаря этому весь переменный ток транзистора VT2 протекает в сопротивление полезной нагрузки. Это увеличивает K и .

40. Генераторы малого стабильного напряжения: особенности построения, применение.

ГМСН – это низковольтные (1В) стабилизаторы напряжения применяемые в ИМС для подачи смещения и др. Это пассивный двухполюсник, где напряжение не зависит от тока. База транзистора VT включается к промежуточной точке делителя. Здесь , а значит и - стабильны.

Все приращение внешнего напряжения приложено к R1, что будет увеличивать ток через делитель и , а .

41. Схемы сдвига уровня в интегральных каскадах: особенности построения, применение.

так как в ИМС не используют разделительный конденсатор, то в цепях межкаскадных связей необходимо гасить (или сдвигать) уровень постоянного напряжения, и в то же время хорошо передавать переменное напряжение. Простейшее устройство стабилитрон, однако он даёт высокий уровень шума; транзистор VT1 служит эмиттерным повторителем и обеспечивает большое R_вх. В его эмиттерную цепь включают делитель сопротивления и ГСТ на транзисторе VT2. Так как , то делитель незначительно ослабляет переменное напряжение, а постоянное сопротивление обеспечивает - U_R, что и создает необходимый сдвиг.

42. Каскад на двух транзисторах с эмиттерной связью: схема и работа каскада в качестве фазоинверсного.

П усть

, . передаётся:

-на собственный коллектор

-на коллектор VT2

Передачу напряжения на коллектор транзистора VT2 можно условно разделить на 2 этапа:

1. Передача в точку соединения эмиттера . Фаза напряжения не меняется.

2. Передача напряжения с эмиттера на коллектор. При этом транзистор VT2 работает по схеме с общей базой (база транзистора VT2 заземлена). Фаза напряжения не меняется

4 3. Каскад на двух транзисторах с эмиттерной связью: схема и работа каскада в качестве дифференциального. Достоинства и применение дифференциального каскада.

Дифференциальным (разностным) называют каскад, усиливающий разность напряжений

при на каждом из выходов получаются усиленные разности и .

Дифференциальный каскад(ДК) широко применяется в ИМС благодаря основным свойствам (ДК – первый каскад ОУ):

Способность вычитать, т.е. нечувствительность к синфазным входным напряжениям. Это позволяет применять его для усиления дифференциальных сигналов и облегает подачу сигналов ОС, которые в интегральных усилителях всегда применяется.

Симметрия схемы, обеспечивающая малый дрейф нуля и слабую зависимость параметров от температуры и произвольного разброса параметров элементов, т.к. они отклоняются одинаково в обоих плечах, что не приводит к разбалансировке схемы (интегральная технология обеспечивает высокую идентичность).

Ненужность блокировочного конденсатора в цепи эмиттеров и, несмотря на это, большой коэффициент усиления дифференциального сигнала, равный .

44. Токовое зеркало: определение, принцип действия по структурной схеме, применение.

– полный входной ток.

– полный выходной ток.

Оба тока (а) стекаются в одну заземлённую точку. На выходную ветвь 2 подаётся (напряжение питания). ТЗ очень мало: , а - велико не зависит от , а определяется током .

45. Типовые схемы токовых зеркал: простейшая схема, схема с буферным транзистором, схема со следящим напряжением питания.

46. Дифференциальный каскад с симметричным входом и нелинейной нагрузкой: назначение элементов схемы, достоинства, применение.

Простой ДК с ТЗ имеет 2 недостатка:

1. Содержит транзистор разных типов проводимости

2. В усилителе с таким каскадом на входе может наблюдаться триггерный эффект. В случае большого перепада входное напряжение один из транзисторов может открыться до насыщения.

Транзисторы VT1 и VT2 включены как ЭП(ОК). Это повышает . Транзисторы VT3, VT4, включены по схеме ОБ, причём постоянство обеспечивается противофазностью базовых токов дифференциального сигнала.

47. Каскады на транзисторах типа супербэта: назначение элементов схемы, достоинства, недостатки, применение.

Б иполярные транзисторы со сверхвысокими усилением по току( ), называемые транзистором типа супер-бэта, применяют во входных ДК для уменьшения входных токов и повышения дифференциального входного сопротивления. включают по специальным схемам, обеспечивающим малое .