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 дляRL- цепей. ИнтегрирующиеRL- цепи конструктивно сложнееRC- цепей.

Отметим, что для дифференцирование и интегрирование с помощью RC– иRL- 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,Cможно 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-nпереходов или наносят на поверхность металла слой диэлектрика, а затем наносят проводящий слой. Сопротивления могут быть получены в видеp-nпереходов, 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 (напримерn-p-nтипа) для интегральных микросхем создаются в основном следующим способом: на пластину полупроводника кремния при сложном техническом процессе () наносят диоксид кремния толщинойм, 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) -, сопротивлениеисозданы слоямии, слоии- изолируют резисторы от транзистора при запертыхp-nпереходах, слоииопределяют толщину слоеви, и , соответственно, величинуи. Включение усилительного каскада в электрическую цепь осуществляется с помощью контактов 1,2,Э,Б,К.