Быстродействие

Типовое значение сопротивления канала сток-исток ПТ в открытом (включенном) состоянии находится в интервале от 25 до 250 0м, что примерно на порядок больше аналогичного параметра БТ. Вместе с паразитными емкостями схемы указанные сопротивления образуют фильтр низких частот с частотой среза ~10 МГц для ПТ ключей и ~100 МГц для БТ ключей.

В настоящее время в технологии изготовлении ПТ достигнуты значительные успехи и достигнуты примерно те же предельные частоты. Однако можно смело утверждать, что одних и тех же предельных частотах БТ всегда будут дешевле ПТ.

Выше были перечислены не все свойства (параметры), характеризующие неидеальность электронных ключей. Однако для нашего анализа были выделены лишь наиболее важные.

Цифро-аналоговые преобразователи с бт ключами

В схемах, изображенных на рис.3.4 и 3.6, переключатели на основе БТ используют редко, т.к. для работы таких ключей потребуется много дополнительных сопротивлений, задающих ток базы для каждого ключа отдельно.

Рис.3.13. Схема ЦАП на БТ-ключах с коммутацией (суммированием) токов

Пользуясь способностью БТ задавать I_k с помощью I_б, в ЦАП применяют другую схему суммирования токов (рис.3.13), которая является схожей с рассмотренной ранее схемой на рис.3.7. Биполярные транзисторы, изображенные на рис.3.13, являются генераторами (источниками) тока. Схема включения БТ имеет много общего со схемой токового зеркала, широко применяемой в ОУ. Но в отличие от токовых зеркал в нашей схеме каждый транзистор (T_А, T_Б, T_Б, T_Г и т.д.) дает (точнее поглощает - ведь ток течет вниз) не одинаковый ток, а взвешенный соответствующим звеном лестничной матрицы резисторов. Базовый ток перечисленных транзисторов задают (через U_б) транзистор T_оп и ОУ. Отметим на схеме явно не показаны ключи на БТ. Вместо них изображены перекидные ключи.

Если такой ЦАП планируется использовать в быстродействующей схеме, то на его выходе нет необходимости устанавливать суммирующий ОУ. Суммирование можно проводить на нагрузочном сопротивлении R_нагр, подключаемом к выходу I_вых. Однако в этом случае необходимо помнить, что наибольший размах напряжения на выходе будет 0,5¸1В. Варианты включения таких ЦАП с БТ ключами представлены на рис.3.14.

Рис.3.14. Некоторые способы формирования напряжения на токовом выходе ЦАП

На рис.3.14 а изображен ЦАП с суммированием токов на сопротивлении 100 Ом. В этом случае размах напряжения будет всего 100 мВ, а время установления сигнала - порядка 100 нс (при емкостной нагрузке ~100 пкФ ). В случае, когда требуется большой размах напряжения на выходе, можно использовать ОУ, как показано на рис.3.14 б, в. В этом случае время установления увеличиться в 10 раз.

Отечественная промышленность выпускает несколько вариантов интегральных ЦАП с биполярными ключами. Наиболее распространенными являются К594ПА1 (12р; 3,5мкс; 0,02%; 0,7Вт) и К1108ПА1 (12р; 0,4мкс; 0,02%; 0,9Вт). Первая цифра в скобках - количество входных разрядов, вторая - время установления, третья - нелинейность преобразователя, четвертая - потребляемая мощность. Указанные микросхемы управляются сигналами ТТЛ логики.