3. Аналогові (лінійні) інтегральні мікросхеми.

Аналогові ІС підрозділяються на інформаційні і силові. Перші реалізують функції підсилення, генерації, фільтрації, порівняння, модуляції, детектування, властиві інформаційній електроніці; другі — функції випрямляння змінної напруги в постійне, перетворення постійної напруги в змінне, стабілізації напруга, властива енергетичній електроніці. Реалізація скільки завгодно складних аналогових функцій здійснюється за допомогою певних поєднань як аналогових ІС між собою, так і із зовнішніми пасивними елементами (резисторами, конденсаторами, індуктивними елементами).

Зі всього різноманіття ІС основними є інтегральні підсилювачі, що підрозділяються за якістю входів і виходів на три групи: з одним входом і одним виходом, з двома входами і двома виходами, з двома входами і одним виходом. Їх умовні позначення приведені на мал.1.13, де символ 0 (кружок) означає інвертуючий (інверсний) вхід; без символу — що не інвертує (прямій). Під тим, що інвертує розуміють вхід, збільшення напруги на якому викликає зменшення напруги на виході (поворот фази); під тим, що не інвертує — без повороту фази.

Рис. 2. Корпуса ВІС із дворядним (а),

багато рядний (б) і балковим

(в) розташуванням виводів

Підсилювачі першої групи (рис.3,а) є підсилювачами змінної або постійної напруги, а також підсилювачами потужності, за допомогою яких збільшуються напруга і потужність електричних сигналів без зміни їх частоти і форми. Такі підсилювачі зазвичай містять двух- або трьохкаскадний підсилювач на біполярних або МДП-транзисторах.

До другої групи відносяться диференціальні підсилювачі (ДУ), структурна схема яких показана на рис.4,а. Диференціальний підсилювач є підсилювачем постійного струму, його основне призначення — підсилення різниці двох сигналів, що подаються на входи щодо загальної крапки (корпуси). Вихідна напруга U_вих1, U_вих2, U_вих12 ідеального ДУ (при повністю симетричній схемі) пропорційні різниці вхідної напруги U_вх1 - U_вх2 . Це безпосередньо виходить з розгляду вхідного кола підсилювача, оскільки струми джерел сигналу U_вх1 і U_вх2 створюють на вхідному опорі R_вх.д ДУ напругу протилежних полярностей — відбувається віднімання напруги. При зміні полярності одного з джерел вхідного сигналу ДУ підсилює суму напруги U_вх1 і U_вх2.

При подачі на входи ДУ сигналів однієї полярності (фази) і величини, які називаються синфазними, напругу на виході

Рис. 3. Умовні графічні зображення

інтегральних підсилювачів:

а — з одним входом й одним виходом;

б — із двома входами й двома виходами (диференціальних);

в — із двома входами й одним

виходом (операційних).

Рис. 4. Диференціальні підсилювачі:

а - структурна схема;

б,в - інвертуюче і неінвертуюче включення

відсутній, оскільки U_вх1 - U_вх2 = 0. Напруга U_вх1 і U_вх2 по відношенню до загальної крапки називає напругою загального вигляду, а їх різниця — диференціальною напругою.

Схеми включення ДУ на рис. 4,б, в можна розглядати як граничні випадки посилення різницевих вхідних сигналів U_вх1 - 0 і U_вх2 - 0, коли диференціальна напруга рівна напрузі загального вигляду.

У цих схемах на один з входів подається вхідний сигнал, а інший сполучений із загальною крапкою (корпусом). Перша схема називається ДУ з інвертуючим включенням, друга — з неінвертуючим включенням.

Рис. 5. Структурна схема логічного елемента

До третьої групи інтегральних підсилювачів входять операційні підсилювачі (ОУ), які є підсилювачами постійного струму з дуже великими коефіцієнтом посилення, вхідним опором і дуже малим вихідним опором (рис. 3,б).

Силові аналогові ІС з'явилися значно пізніше інформаційних. Найбільш перспективний розвиток інтегральних стабілізаторів напруги (мікросхеми К2ПП241, К142ЕН1 (А— Г) і ін.).