Общие вопросы проектирования аналоговых схем

1. Расчет дифференциальных каскадов.

2. Расчет частотных характеристик.

3. Температурная стабилизация режимов транзисторов.

4. Тепловые связи кристалла.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛОГОВЫХСХЕМ

Пассивные элементы: резисторы, конденсаторы, индуктивности.

Активные элементы: диоды, транзисторы.

Л Е К Ц И Я 2

ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АИС

Термины и определения.

Сигналы в АИС могут быть синусоидальными:

- для случая, когда сигнал входа начинается не из 0.

При зависимости входного сигнала от частоты f реактивные элементы L и С искажают входные сигналы. В схемах с такими элементами закон Ома будет справедлив, если использовать понятие импеданс, или полное сопротивление:

.

В схемотехнике часто пользуются обозначением комплексной переменной j, a не i, чтобы не путать с величиной тока i.

ДЕЦИБЕЛ: аппарат измерения амплитуды синусоидальных сигналов.

дБ = 20 lg(A₂/A₁).

А - амплитуды сигналов, если А₂ больше А₁ - отношение положительное, +20 и т.д.,

если меньше - отрицательное, -20 дБ и т.д.

Аналогично можно считать отношение мощностей:

дБ = 10 lg(P₂/P₁).

Вводят эталонную амплитуду дБВ - 1 Вольт.

3 дБ = 20 lg(A₂/A₁) Þ A₂/A₁ @ 1.4,

10 дБ = 20 lg(A₂/A₁) Þ» 3.1.

Резистор. Интегральное исполнение резисторов определяет распределенный характер их параметров, который необходимо учитывать в модели сопротивления для схемотехники.

Структура резистора выглядит следующим образом для двух основных технологических маршрутов:

U_ип R R

Si^*

n⁺ SiO₂

p p p

n

биполярная структура МДП-структура

Номинал сопротивления рассчитывается по формуле:

R=n_. Нужно знать поверхностное сопротивление в Ом/квадрат и число квадратов n_.

Большие номиналы резисторов выполняются в виде меандров, они занимают большие площади, поэтому их выполняли прежде в гибридном исполнении. Например, резистор 50 кОм занимает площадь, равную площади 7 ИБТ или 50 МДПТ.

I_R пробой

раб.обл.

U

Каждый резистор конструктивно имеет распределенную емкость обратно-смещенного перехода в первом случае или МДП- типа во втором.

Эквивалентная электрическая схема интегрального резистора чаще всего представляется следующим образом:

R уровень распределенности может быть выше.

R/C C/2 C/2

В интегральной структуре сопротивление верхнего и нижнего слоев тела резистора может отличаться, поэтому более точная модель резистора может выглядеть следующим образом:

1 R1 2

П-образная схема резистора

С1 С2

3 4

R2

Определение параметров эквивалентной схемы резистора.

По слоям (r₀ – погонное сопротивление/ед.длины).

Для определения емкостей находим величины зарядов:

при К.З. узлов 2-4 определяем емкость на зажимах 1-3,

где С₀(l) - удельная емкость на квадрат площади, u(l) - напряжение в точке l.

Если пренебречь изменениями тока,

В случае проводящего нижнего слоя (r₀₂ = 0), R₂ = 0, формулы упрощаются соответственно.

RС- структуры могут быть однородными (С/=const, R/=const) или неоднородными (C/ = var, R/ = var).

Паразитный RC- эффект можно использовать для создания специальных схемных функций. RC- структуры используют в качестве ускоряющих,интегрирующих или дифференцирующих цепочек:

R ускоряющая цепь

C

R1

C1 R2 C2 линия задержки

Дата добавления: 2014-01-06