
- •Операционные усилители
- •R1 - u1 c -
- •Усилитель мощности Компаратор
- •Частотная коррекция
- •Проигрыш в усилении -
- •Частотная характеристика ос в случае наличия реактивных элементов в цепях ос ( интеграторы, дифференциаторы ) происходит модификация частотной характеристики для повышения устойчивости схемы.
- •Начальные условия: все транзисторы идентичны, в состоянии покоя
- •Паралл.Цифр.Выход
- •Источники мощности эвтектический
- •Град/Вт
- •Т1 т2 т3 т4
- •Т1 т3
Паралл.Цифр.Выход
Диффер.компаратор
Аналог
вход UA
Двоичный счетчик
С
такты
сброс
I
K C
Схема
управл.
Схема отличается простотой и низким быстродействием: преобразование N разрядов осуществляется за (2N-1) тактовых импульсов.
АЦП непосредственного сравнения – наиболее быстродействующий вариант преобразователей. Для каждого уровня квантования используется отдельный источник эталонного (опорного) напряжения и отдельный компаратор. Выходы компараторов соединены с кодирующим устройством, формирующим выходной сигнал в параллельном коде. Аппаратные затраты в таких схемах растут с ростом разрядности сигналов. Разрядные коэффициенты определяются одновременно, все преобразование выполняется за один такт, отсюда высокое быстродействие.
UA
компараторы
С1
двоичный разряд 1
Uоп1
Кодир.
Uоп2
С2 у-во двоичный разряд 2
UопN
C(2N-1)
двоичный разряд N
ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В ИС
Температурная стабилизация режима транзисторных ИС.
Увеличение температуры обуславливает изменения следующих параметров:
N, I0Э и, как следствие, UДнас.
Возможны следующие диапазоны изменения соответствующих параметров:
при
изменении температуры от +1250
до -600С.
Поскольку в процессе изготовления N
может измениться еще в 3-4 раза по
технологическим причинам, общее изменение
данного параметра может быть в 10 раз!
Тепловой ток насыщения диода I0ЭД изменяется в 2 раза при изменении температуры на 80:
что
соответствует изменению падения
напряжения на диоде
Минимизация чувствительности этих параметров к температуре достигается за счет ухудшения качества усилителя, например, включением реактивности (емкости), уменьшая размах напряжений на выходе.
В ИС для термостабилизации прежде всего пользуются фактором технологической идентичности параметров, дополняя двумя основными способами схемотехнической стабилизации: 1) использование дифференциальных каскадов, за счет идентичности транзисторов обеспечивается равномерное распределение токов в транзисторах, участвующих в передаче сигнала, а стабилизация транзисторов источников токов и нагрузок (токовые зеркала) поддерживается как за счет идентичности транзисторов, так и за счет схемотехнических приемов; 2) температурная компенсация изменений UБЭ и N.
Самый распространенный вариант схемотехнической термокомпенсации – введение в цепи резисторов: за счет разницы ТКР -ТКН, а также возможен вариант создания контура согласованных транзисторов, см. рисунок:
IЭ1=
IK1+IБ1
+
UИП
RK1
RK2
T2
RБ1
RБ2
Т2
Т1
Т1
(Выше расписана ситуация для контура: UБЭ1+IБ1RБ1 =UБЭ2+IБ2RБ2).
Получили выражение для тока эмиттера одного транзистора, а для другого – через k, через площадь эмиттера.
Приведенные формулы показывают, как осуществляется стабилизация Т1, а Т2 стабилизируется площадями.
Недостаток всех способов стабилизации температуры в схеме – возрастающие аппаратные затраты и расходование части мощности источника питания на цепи стабилизации.
Распределение тепла по кристаллу.
Тепловые явления описываются следующим уравнением:
,
(1)
где
- коэффициент теплопроводности, [Вт/град.м];
,
Т – температура, [град];
W – удельная мощность источников энергии, [Вт/м3];
C – удельная теплоемкость, [Втсек/град.кг];
- плотность вещества, [кг/м3];
t - время, сек.
Реальная структура ИС в корпусе выглядит примерно так: