- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Применение компараторов.
- •4.3.2. Детектор пересечения нуля
- •Генератор импульсов с переменной скважностью
- •4.3.7. Логические элементы
- •Параметры компараторов.
- •Некоторые характеристики аналоговых компараторов
- •Основные схемы включения таймера. Ждущий режим
- •Автоколебательный режим
- •4.5.3. Типы интегральных таймеров
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 12 (2 час) Стабилизаторы напряжения
- •Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне
- •Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе
- •Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя
- •2. Источники опорного напряжения
- •3. Интегральный линейный стабилизатор напряжения
- •3. Импульсный стабилизатор напряжения
- •Феррорезонансные стабилизаторы
- •Современные стабилизаторы
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 13 (4 час) Аналоговые коммутаторы
- •Промышленные аналоговые коммутаторы.
- •Характеристики аналоговых коммутаторов.
- •3.1. Статические характеристики
- •3.2. Динамические характеристики
- •3.3. Эксплуатационные параметры
- •Применение аналоговых коммутаторов
- •4.1. Влияние нелинейности аналоговых коммутаторов на искажения передаваемых сигналов
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 14 (4 час) Цифроаналоговые преобразователи и аналого-цифровые преобразователи
- •Параллельные и последовательные цифроаналоговые преобразователи.
- •1.2. Сигма-дельта-цап
- •Интерфейсы, применение, параметры цифроаналоговых преобразователей.
- •2.2. Цап с параллельным интерфейсом
- •2.3. Применение цап
- •Параллельные, последовательные, последовательно-параллельные и интегрирующие аналого-цифровые преобразователи.
- •Интерфейсы, параметры, применение аналого-цифровых преобразователей.
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Датчики ускорения (акселерометры).
- •Датчики давления.
- •Датчики влажности (гигрометры).
- •Датчики магнитного поля.
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 16 (4 час) Конструкции интегральных микросхем и микропроцессоров
- •Классификация интегральных микросхем по конструктивно-технологическим признакам.
- •Классификация интегральных схем
- •Структуры интегральных схем конструкции активных элементов полупроводниковых микросхем по биполярной технологии Транзисторы типа n–p–n.
- •Транзисторы типа p–n–p.
- •Многоэмиттерные транзисторы (мэт).
- •Многоколлекторные транзисторы (мкт).
- •Составные транзисторы.
- •Интегральные диоды и стабилитроны.
- •Диод Шотки и транзистор с диодом Шотки.
- •Конструкции активных элементов полупроводниковых микросхем на основе полевых транзисторов
- •Конструкция мдп–транзисторов в микросхемах с алюминиевой металлизацией.
- •Мноп–транзисторы.
- •Моап–транзисторы
- •Конструкции мдп–транзисторов с поликремневыми затворами.
- •Конструкции д–мдп–транзисторов.
- •Конструкции V–мдп–транзисторов.
- •Конструкции мдп–транзисторов на диэлектрической подложке.
- •Конструктивно–технологические варианты исполнения кмдп–бис
- •Интегральные резисторы.
- •Интегральные конденсаторы.
- •Методы Изоляции элементов друг от друга в микросхемах
- •Структуры ис на полупроводниках aiiibv.
- •Тема 18 запоминающие устройства
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 21 Структурная организация микроконтроллера
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 20 (4 час)
- •1. Типы микропроцессорных систем
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 21 (4 час) Структурная организация микроконтроллера
- •Общие сведения. Блок схема микроконтроллера
- •Архитектура и команды микроконтроллера.
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Раздел 2. Схемотехнические решения
- •Тема 21 Структурная организация микроконтроллера
Характеристики аналоговых коммутаторов.
3.1. Статические характеристики
Сопротивление в открытом (включенном) состоянии RON. Ключи КМОП, работающие при относительно высоком напряжении питания VS (например, +15 В), будут иметь малые значения RON. во всем диапазоне значений входного сигнала, так как всегда тот или другой проводящий транзистор имеет достаточное прямое смещение затвора, равное, по крайней мере, половине напряжения питания. Но при меньшем напряжении питания сопротивление ключа RON. будет расти, и при малых питающих напряжениях максимум RON. имеет место при среднем уровне сигнала между высоким и низким напряжениями питания.
Рис. 7. Зависимости КМОП-ключа ИМС МАХ312 от входного напряжения при однополярном питании для различных значений питающего напряжения
На Рис. 7 приведены зависимости Ron ключа микросхемы коммутатора МАХ312 от напряжения входного сигнала при однополярном питании.
При уменьшении VS сопротивление полевого транзистора во включенном состоянии значительно увеличивается (особенно вблизи точки VIN = VS /2). Это объясняется тем, что для полевого транзистора с индуцированным каналом, работающего в режиме обогащения, пороговое напряжение составляет несколько вольт, и для достижения малых значений Ron требуется напряжение затвор - исток не меньше чем 5...10 В. Как видно из Рис 15, сопротивление открытого ключа при номинальном напряжении питания (VS = 15 В), близкое к 10 Ом, при VS = 2.7 В достигает 700 Ом.
Имеются различные приемы, позволяющие сохранить значение RON малым и примерно постоянным во всем диапазоне изменения входного сигнала и тем самым уменьшить нелинейные искажения последнего. Например, схему управления ключом выполняют таким образом, чтобы напряжение л-подложки «следило» за напряжением входного сигнала. Применение транзисторов с малым напряжением отсечки и повышенной крутизной позволяет построить коммутаторы с весьма малым RON при низком питающем напряжении. Так, например, одноканальный ключ ADG701 при однополярном питании +5 В имеет сопротивление RON не более 2.5 Ом. На Рис. 8 приведены зависимости сопротивления открытого ключа низковольтной микросхемы МАХ391 от напряжения входного сигнала для различных питающих напряжений при однополярном и двухполярном питании.
Рис. 8. Графики зависимостей ключа ИМС МАХ391 от входного напряжения для различных значений питающих напряжений:
a — при однополярном питании, б — при двухполярном питании
Сопротивление канала открытого транзистора существенно зависит от температуры — при переходе от нижней к верхней границе диапазона температур сопротивление увеличивается приблизительно в 2 раза. Помимо собственно сопротивления канала открытого ключа изготовители приводят в технических характеристиках коммутаторов значения максимальной разности RON ключей многоканальных коммутаторов и мультиплексоров ( RON ) и значения неравномерности сопротивления открытого канала (RFLAT_ON) , которая определяется как разность между максимальным и минимальным значениями RON одного канала, измеренными в указанном диапазоне коммутируемого аналогового сигнала.
Ток утечки канала. В закрытом состоянии канал МОП-ключа обладает очень высоким, но все же конечным динамическим сопротивлением (до сотен гигом) при напряжении сток—исток более 0.1 В. Наличие конечного сопротивления закрытого канала является причиной тока утечки IQ . Направление протекания тока утечки через закрытый КМОП-ключ определяется полярностью приложенного напряжения. Типичное значение Iq для широкой номенклатуры аналоговых ключей и мультиплексоров составляет величину порядка 1 нА. Однако выпускаются и ключи со значительно более низким током утечки. Например, у 8-канального ADG715 типичный ток утечки при комнатной температуре 0.01 нА. При очень низких напряжениях на закрытом ключе сопротивление канала уменьшается, но остается все-таки весьма высоким. Ток утечки очень сильно зависит от температуры кристалла. Зависимость эта имеет сложный характер, но, как правило, с ростом температуры ток утечки возрастает. Например, для ADG511 изготовитель гарантирует при температуре +25°С значение тока утечки в пределах 0.1 нА и не более 2.5 нА при изменении температуры в диапазоне -40...+85°С.