- •1. Микроэлектроника и микросхемотехника. Основные термины и определения в микроэлектронике.
- •2. Классификация имс, система условных обозначений, особенности и отличия имс от схем на дискретных элементах.
- •Классификация по функциональному назначению.
- •Классификация по конструктивно-технологическому признаку
- •3. Основные технологические операции при производстве гибридных имс: получение подложки, ее первичная обработка.
- •Получение подложки.
- •Очистка подложки от химических и физических загрязнений.
- •4. Основные технологические операции при производстве гибридных имс: нанесение резистивной и проводящей пленок.
- •Нанесение резистивного слоя
- •Получение необходимого рисунка пленочных элементов
- •Заключительные технологические операции
- •5.Основные технологические операции при производстве гибридных имс: толстопленочная и тонкопленочная технологии.
- •Заключительные технологические операции
- •7. Основные технологические операции при производстве гибридных имс: монтаж компонентов, монтаж в корпус.
- •8. Пленочные элементы гибридных имс: резисторы, проводники и контактные площадки.
- •9. Пленочные элементы гибридных имс: конденсаторы.
- •10. Пленочные элементы гибридных имс: катушки индуктивности.
- •11. Основные технические операции при производстве полупроводниковых имс: общие сведения, требование к производственным помещениям.
- •12. Основные технические операции при производстве полупроводниковых имс: получение слитка монокристалла кремния, его резка на пластины.
- •Получение слитка монокристалла кремния
- •Очистка монокристалла кремния
- •Легирование кристалла
- •Резка кристалла на пластины
- •13. Основные технические операции при производстве п/пр имс: первичная обработка п/пр пластины, окисление.
- •14. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей другого типа проводимостей: структура и топология имс, цикл формирования топологических слоев.
- •15. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей другого типа проводимостей: фотолитография и травление.
- •16. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей другого типа проводимостей: ионная имплантация.
- •17. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей другого типа проводимостей: диффузия.
- •18. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей. Другого типа проводимостей: эпитаксия. Резка пластины на кристаллы и монтаж в корпус, герметизация.
- •19. Методы изоляции элементов п/пр имс.
- •20. Базовые структуры п/пр имс: резисторы, транзисторы.
- •21. Базовые структуры п/пр имс: конденсаторы на основе p-n-перехода, мдп-конденсаторы.
- •22. Источники тока. Основные положения.
- •Основные параметры источников тока
- •23. Источники тока. Простое токовое зеркало. Основные соотношения. Температурный коэффициент.
- •24. Источники тока. Простое токовое зеркало. Разбаланс токов в ветвях.
- •25. Разновидности схем простого токового зеркала: токовое зеркало с уменьшенным значением выходного тока.
- •26. Разновидности схем простого токового зеркала: токовое зеркало с эмиттерными сопротивлениями.
- •26. Разновидности схем простого токового зеркала: токовое зеркало с эмиттерными сопротивлениями.
- •27. Разновидности схем простого токового зеркала: токовое зеркало Уилсона.
- •28. Разновидности схем простого токового зеркала: высокоточные источники тока.
- •29. Источники опорного напряжения: Основные соотношения. Влияние ос на выходное сопротивление ион.
- •30. Источники опорного напряжения: Простейший источник опорного напряжения.
- •31. Источники опорного напряжения: ион на стабилитронах.
- •34.Температурная компенсация: общие положения.
- •Источник опорного напряжения с температурной компенсацией
- •Термостатирование
- •32. Источники опорного напряжения: ион на основе ширины запрещенной зоны.
- •33. Источники опорного напряжения: Температурная компенсация и термостатирование. Термокомпенсированный источник опорного напряжения.
- •34. Интегральные стабилизаторы напряжения (исн). Классификация, основные термины и определения.
- •Интегральные стабилизаторы напряжения.
- •35. Исн. Основные схемы включения.
- •36. Параметры исн.
- •37. Схемотехника линейных стабилизаторов напряжения.
- •38. Защита в исн.
- •39. Интегральные стабилизаторы для переносных устройств.
- •40. Преобразователи постоянного напряжения на коммутируемых конденсаторах.
- •41. Оу. Общие сведения.
- •Основные параметры оу
- •42. Идеальный операционный усилитель.
- •43. Основные схемы включения операционного усилителя: Дифференциальное включение.
- •44. Основные схемы включения операционного усилителя: Инвертирующее включение.
- •45. Основные схемы включения операционного усилителя: Неинвертирующее включение.
- •46. Внутренняя структура операционных усилителей.
- •47. Стандартная схема операционного усилителя.
- •48. Схема замещения операционного усилителя.
- •49. Коррекция частотной характеристики.
- •50. Статические параметры операционных усилителей.
- •51. Динамические параметры оу.
- •52. Типы операционных усилителей.
- •52. Типы операционных усилителей
- •53. Классификация оу по принципам построения.
- •54. Операционный усилитель модулятор-демодулятор.
- •55. Операционный усилитель с периодической компенсацией дрейфа.
- •56. Интегральные компараторы напряжения (икн). Основные положения.
- •57. Икн. Измерение статических параметров компараторов.
- •58. Икн. Измерение динамических параметров компараторов.
- •59. Компаратор напряжения с пос.
- •60. Схемотехника икн (на примере микросхемы mA710).
- •61. Ак. Общие сведения.
- •62. Коммутаторы на полевых транзисторах.
- •63. Аналоговые мультиплексоры.
- •64. Статические характеристики ак.
- •65. Динамические характеристики и эксплуатационные параметры ак.
- •66. Увх: Общие сведения. Назначение.
- •67. Параметры увх.
- •68. Схема двухкаскадного увх на примере 1100ск2.
- •Структурная схема микросхем увх 1100ск2
- •69. Апс. Основные сведения.
- •70. Апс. Основные методы аналогового перемножения. Параболические перемножители
- •Перемножители на основе амлитудно-широтной импульсной модуляции
- •71. Перемножители на основе управляемого напряжением диф. Усилителя.
- •72. Перемножители на основе управляемого током диф. Делителя тока.
- •73. Линейный преобразователь «напряжение-ток».
- •74. Статические параметры перемножителей. Погрешность перемножения апс
- •Настройка апс на минимальную погрешность
- •Нелинейность перемножения апс
- •Напряжение смещения апс
- •Остаточное напряжение апс
- •75. Динамические параметры перемножителей.
- •76. Применение апс на примере 525пс2 в режиме перемножения и делителя напряжения.
- •77. Применение апс на примере 525пс2 в режиме возведения в квадрат, извлечения корня и регулируемого усилителя. Возведение в степень
- •Извлечение корня
- •78 .Цап. Общие сведения. Классификация.
- •Основные параметры цап
- •Статические параметры:
- •Динамические параметры,
- •Шумы, помехи и дрейфы
- •Чувствительность к нестабильности источника питания- отношение изменения выходного напряжения к вызвавшему его изменению напряжения питания.
- •79. Последовательные цап. Цап с широтно-импульсной модуляцией. Цап с широтно-импульсной модуляцией
- •80. Последовательный цап на переключаемых конденсаторах.
- •81. Параллельные цап. Цап с двоично-взвешенными резисторами.
- •82. Параллельные цап. Цап с матрицей r-2r.
- •83. Цап на источниках тока.
- •84. Формирование выходного сигнала в виде напряжения.
- •85. Параллельный цап на переключаемых конденсаторах.
- •86. Цап с суммированием напряжений.
- •87. Интерфейсы цифро-аналоговых преобразователей.
- •Цап с последовательным интерфейсом входных данных
- •88. Обработка чисел, имеющих знак.
- •89. Перемножители и делители функций, аттенюаторы и интеграторы на цап, системы прямого цифрового синтеза сигналов.
- •Аттенюаторы и интеграторы на цап
- •Системы прямого цифрового синтеза сигналов.
- •90. Параметры цап.
- •Статические параметры
- •Динамические параметры
- •Шумы цап
- •91. Ацп. Общие сведения. Классификация.
- •92. Ацп последовательного счета.
- •93. Ацп последовательного приближения.
- •93. Ацп последовательного приближения.
- •94. Параллельные ацп.
- •95. Многоступенчатые ацп.
- •96. Многотактные ацп.
- •97. Конвеерные ацп.
- •98. Ацп двойного интегрирования.
- •99. Сигма-дельта ацп.
38. Защита в исн.
Защита интегральных стабилизаторов напряжения
В транзисторных стабилизаторах наиболее часто применяются три вида защиты: от повышения выходного напряжения, от понижения выходного напряжения, от перегрузки по току или короткого замыкания в нагрузке.
Защита от перегрузки по току в стабилизаторах может быть выполнена с ограничением на постоянном уровне IК.З. превышающем значение IНОМ или же с резким уменьшением тока потребления до IК.З.0 в режиме короткого замыкания (См. Рис. 30). В первом случае режим перегрузки по току характеризуется большей мощностью, выделяемой на регулирующем транзисторе. Поэтому в таких случаях обычно выключают напряжение питания на входе стабилизатора. Во втором случае рассеиваемая мощность на транзисторе при коротком замыкании значительно меньше мощности при номинальном токе нагрузки. Поэтому выключение питания в такой схеме не обязательно.
Рис. 30 Характеристики схем защиты стабилизаторов: а- без ограничения мощности на РЭ; б- с ограничением мощности на РЭ.
Рассмотрим сначала схему защиты без ограничения выделяемой мощности на РЭ. Такая схема защиты представлена на Рис. 31. Как видно по этой схеме между базой и эмиттером транзистора VT6 включен резистор R1. В случае увеличения тока нагрузки на этом резисторе будет увеличиваться падение напряжения и когда оно достигнет напряжения отпирания транзистора VT6, транзистор откроется и зашунтирует регулирующие транзисторы VT4 и VT5. Ток короткого замыкания в этом случае можно определить по формуле:
При уменьшении тока нагрузки и при этом соответственно падения напряжения на резисторе R1 менее 0.6В транзистор VT6 закроется и стабилизатор войдет в нормальный режим работы. Таким образом ток короткого замыкания будет ограничен величиной по последней формуле, но при этом на регулирующем транзисторе будет выделяться значительная мощность:
При расчете такой схемы защиты надо следить, чтобы ток короткого замыкания и выделяемая мощность не вышли за максимально допустимые значения.
Рис. 31 Схема включения микросхемы К142ЕН1, К142ЕН2 с защитой без ограничения выделяемой мощности на РЭ.
Рассмотрим схему защиты с ограничением выделяемой мощности на РЭ. Такая схема защиты использована в типовой схеме включения стабилизаторов К142ЕН1 и К142ЕН2. Узел защиты стабилизатора от перегрузки по току и короткого замыкания состоит из датчика тока R1 и делителя R2, R3, определяющего режим работы транзистора защиты VT6. Резисторы R2, R3 рассчитываются таким образом, чтобы напряжение на базе транзистора VT6 равнялось напряжению на эмиттере VT5 при нулевом токе нагрузки. При достижении током нагрузки значения транзистор VT6 открывается и шунтирует регулирующие транзисторы. При этом выходное напряжение на выводе 13 стабилизатора начинает уменьшаться. Посмотрим как действует уменьшение выходного напряжения на транзистор VT6. Т.к. R1<<RН, то напряжение на эмиттере VT6 уменьшится на такую же величину, как и выходное напряжение:
А напряжение на базе транзистора VT6 уменьшится, но на меньшую величину чем выходное напряжение:
Таким образом напряжение между базой и эмиттером транзистора VT3 еще больше возрастет и уменьшит выходное напряжение и, следовательно, ток нагрузки до значения IКЗ0, который значительно меньше тока срабатывания защиты IКЗ. Рассчитаем величину тока IКЗ0. Найдем напряжение на резисторе R1 при RН=0. При этом напряжение на одном выводе резистора, соединенного с эмиттером VT6 равно 0, а напряжение на другом выводе резистора (на выводе 13 микросхемы) будет определяться выражением:
И следовательно ток IКЗ0 можно определить выражением:
Пример расчета схемы защиты: Ток через делитель выбирается равным 0.3мА, а R2 равное 2кОм. Напряжение UБЭ транзистора защиты VT6 составляет 0.7В, поэтому сопротивление второго резистора делителя в кОм определяется по формуле:
Зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки при действии схемы защиты представлена на Рис. 30(б). Напряжение на датчике тока R1 открывает транзистор защиты VT6 только при токе IН=IК.З.; При этом ток нагрузки выбирается из условия:
,
а сопротивление резистора R1:
Включение последовательно в выходную цепь стабилизатора резистора R1 ухудшает его внутреннее сопротивление, поэтому сопротивление R1 выбирают минимально возможным, при этом с уменьшением R1 возрастает ток IК.З., который для микросхем К142ЕН1, К142ЕН2 не должен превышать 150мА.
При перегрузке по току или коротком замыкании в нагрузке стабилизатор под действием схемы защиты не полностью закрывается и через него протекает ток IК.З). Поскольку к микросхеме в это время приложено полное входное напряжение UВХ.МАКС., то на ней при коротком замыкании выделяется мощность:
Эта мощность не должна превышать максимально допустимую, определяемую условиями эксплуатации, и на отвод тепла от микросхемы, должен быть рассчитан радиатор. После устранения перегрузки по току или короткого замыкания в нагрузке стабилизатор автоматически возвращается в нормальное рабочее состояние.