Интегрирующая rl-цепь

Такая цель показана на рис 13-37, выходное напряжение (сигнал) снимается с индуктивности L.

Все рассуждения и выводы об интегрирующих RC – цепях можно сделать и для RL- цепей. Интегрирующие RL- цепи конструктивно сложнее RC- цепей.

Отметим, что для дифференцирование и интегрирование с помощью RC – и RL- цепей можно осуществлять и в случаях, когда сигнал имеет не прямоугольную, а другую форму, например, трапециидальную.

Так как интегрирующая электрическая цепь является четырехполюсником, то все расчеты ФНЧ аналогичны расчетам ФВЧ. Следует добавить, что на практике, кроме уровня используются дополнительные частоты , которые показывают границу полосы подавления частоты фильтром. АЧХ интегрирующей цепи показаны на рисунке 13-40.

Рис.13-40. Амплитудно-частотная характеристика ФНЧ.

Активные фильтры.

В области частот порядка 100кГц необходимы электрические фильтры, требующие значительные электроемкости и индуктивности катушек. В связи с этим при построении электрических фильтров в качестве базовых элементов используют операционные усилители, тогда электрические фильтры называют активными. Следует добавить, что в его схеме присутствуют RC-цепи и операционные усилители. На рис. 13-41 приведена схема активного фильтра ФНЧ (фильтр низких частот).

Рис.13-41. Схема активного фильтра ФНЧ.

Коэффициент передачи активного фильтра с ФНЧ имеет вид:

(13.30)

В уравнении (13.30) подбором величин R,C можно получить желаемый вид АЧХ.

Если в фильтрах нижних частот заменить сопротивления и конденсаторы, то можно получить схему активного фильтра высоких частот. Следует заметить, что если параметры схемы остаются прежними, то коэффициенты передачи и граничные частоты уже становятся нижними границами, а крутизна спада АЧХ остается прежней.

Интегральные микросхемы

Рассмотренные выше усилители нашли применение в интегральных аналоговых микросхемах (ИС), но отличаются тем, что дискретное исполнение элементов и функциональных узлов выполнено другими методами изготовления – методами интегральных схематичных микросхем (ИС). ИС – это микроэлектронное изделие (высокая степень миниатюризации ), которая выполняет выбранную функцию обработки электрического сигнала. Такие схемы имеют очень высокую степень упаковки соединений элементов и кристаллов. Интегральные схемы по технологиям изготовления разделяются на гибридные, полупроводниковые, пленочные.

Гибридные ИС содержат компоненты и отдельные кристаллы полупроводника. Полупроводниковая ИС- все элементы и их соединения выполнены в объеме или на поверхности полупроводника.

Пленочные ИС – все элементы и их соединения выполнены на поверхности диэлектрика.

Интегральные микросхемы имеют степени интеграции, показанные в таблице 13.1.

Таблица 13.1.

Название схем	ИС (простые интег- ральные схемы)	СИС (средние интег- ральные схемы)	БИС (большие интег- ральные схемы)	СБИС (сверхбольшие интегральные схемы)
Отдельные компоненты	10

При изготовлении интегральных микросхем используется способ обогащения отдельных участков полупроводниковой пластины донорными и акцепторными примесями с использованием высоких технологий.

В интегральных схемах для получения конденсаторов используют электроемкость p-n переходов или наносят на поверхность металла слой диэлектрика, а затем наносят проводящий слой. Сопротивления могут быть получены в виде p-n переходов, включаются в обратной полярности, а также в виде полупроводника, который находится между двумя полупроводниками с другой проводимостью. Индуктивность в схемах получают созданием эффекта отставания тока от напряжения (этот эффект наблюдается в реальной индуктивности), что может быть получено путем замедления движения носителей заряда в полупроводнике. Биполярные транзисторы (например n-p-n типа) для интегральных микросхем создаются в основном следующим способом: на пластину полупроводника кремния при сложном техническом процессе ( ) наносят диоксид кремния толщиной м, а затем почти при такой же температуре вводят бор(p-проводимость) и создается база транзистора, а затем вводят фосфор-эмиттер(n-проводимость), затем создаются контакты напряжениям алюминия в области базы и эмиттера, осаждают слой на область коллектора и присоединяют контакты, выполненные и проволоки. Чтобы оценить степень миниатюризации приведем пример: на кремниевой пластине можно выполнить около 50,000 транзисторов, а современные технологии повышают это число во много раз.

Приведем интегральную схему усилительного каскада(рис 13-43) и аналогичную этой схеме – принципиальную схему(рис 13-42).

Рис 13-42. Принципиальная схема усилительного каскада.

Рис 13-43. Интегральная схема усилительного каскада.

На схеме транзистор состоит из трех слоев, Э (эмиттер)- , Б (база)- , К (коллектор) - , сопротивление и созданы слоями и , слои и - изолируют резисторы от транзистора при запертых p-n переходах, слои и определяют толщину слоев и , и , соответственно, величину и . Включение усилительного каскада в электрическую цепь осуществляется с помощью контактов 1,2,Э,Б,К.