КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Источники опорного напряженияU
UКЭ=0,2 В ВUКЭ» 50 В U0 Рабочий диапазон ИТ по графику - около 50 В, g0» n*1 нСм Обозначения ИТ в схемах: Пример ИТ на p-n-p- транзисторах: - 50 В
I0 g0
Если необходим более симметричный диапазон изменения входного U:
+15 I2 I2
U0
-14.8 0.2 35 50 U0 -15 -15 Токовое зеркало Уилсона. Эта схема формирователя тока I0 обеспечивает большую точность, чем простое токовое зеркало. Меньшая зависимость от коэффициента b.
IЭ1 = IЭ3. I0 = I2 = IЭ2 - IБ2 = (IK3 +2IБ1,3) - IБ2 =IK3 + IБ = IЭ3 I1 I2=I0 I1 = IK1 + IБ2 =IЭ1 - IБ1 +IБ2 = IЭ1 I2 = IK3 + IБ1 = IK1 + IБ2 = I1 , так как IБ1»IБ2 » IБ3. g0=DI0/DU0=gКЭ/(1+b)=(I0/U0)/(1+b), g0»0.4 нСм T2 1/gКЭ IK1 I3 U0 Точность такого зеркала T1 T3 1/I0(dI0/dU0)=1/[UA(1+b)]=4*10-3%
-UИП -UИП
Токоотвод с резистивным смещением.
I1 I2 Напряжение смещения Uсм=I1R1+UБЭ1=I2R2+UБЭ2 I1R1- I2R2= UБЭ2 - UБЭ1 Uсм T1 T2 » R1/R2. R1 R2
При помощи такого токоотвода можно масштабировать токи через соответствующие резисторы: I1 : I2: I3 … =1/R1:1/R2:1/R3 … Коэффициенты масштабирования чаще всего кратны 2п: 2,4,8,,,. Ниже показана такая схема подробнее.
Генератор пропорциональных токов (ГПТ). Идентичные источники Т2-Т6 - источники отрицательных токов для p-n-p- транзисторов: UБЭi = const, если +UИП UR2 = UR3 = UR4 = UR5 = UR6 Задают токи в соответствующих цепях, R1 I3 I4 I5 I6 вычисляют сопротивления. T1 При масштабировани токов важно обеспечить точность воспроизведения резистора минимального номинала. Т2 Т3 Т4 Т5 Т6
R2 I2 R3 R4 R5 R6 -UИП
Простейшая схема ГПТ на ИБТ, часто применяемая в АИС, - на транзисторе с расщепленным коллектором. UИП При одинаковых площадях коллекторных контактов токи равны, иначе IK2/IK1 = A2/A1 IБ IK2 IK3
I1 IK1
Схемотехнические приемы создания формирователей тока на МДПТ точно такие же, как для ИБТ-схем. Значит, основной схемой ФТ должно быть токовое зеркало. Ниже приведены примеры схем токовых зеркал на МДПТ, реализованных в соответствии с уравненим ВАХ транзистора в пологой области: если будут одинаковы напряжения UЗИ, то будут одинаковые токи.Масштабирование токов достигается соотношением ширин каналов транзисторов. Формирователи тока на МДПТ. Стабильность (идеальность ВАХ) МДПТ- ИТ опеспечивается стабильностью порогового напряжения, поэтому необходимо выполнять обязательное условие:
UПИ = 0!!! +U I1 I2=I0 I2 1/I0(dI0/dU0)» 2% gСИ = IC/UA U си = UЗИ-Uпор UСИ I 2/I1 = W2/W1 Uпробоя
-U Ниже показаны несколько схем формирователей тока на п- МДПТ.
I1 I0 +U I0
-U I0 U0 -U
Точность составного источника тока (схема слева)1/I0(dI0/dU0) = 0.002%. g0 = gСИ »1 мкСм. Наиболее часто используется формирователь тока на транзисторах обедненного типа как активная или токостабилизирующая нагрузка, этот вариант ИТ занимает самую малую площадь. Формирователи тока на стандартных элементах. Когда необходимо обеспечить выполнение некоторых команд управляющих формирователем тока с целью изменить величину или направление тока, используют классические элементы, например, ТТЛ-схема. Использование свойств ТТЛ сложных выходных каскадов, можно получить вытекающий ток с ТТЛ-элемента при «1» на выходе или втекающий – при «0» на выходе. При подсоединении к выходу ТТЛ схемы с оборванным коллектром можно получить так называемое Z-состояние с высоким импедансом. (См. курс «Микросхемотехника ЦИС»).
ФТ вытекающего +U (3 B) ФТ втекающего 3.5 0.4 ТТЛ I0 ТТЛ I0
RН -U
2. Источники напряжения. Источники напряжения (ИН) вырабатывают сигнал, не зависящий от величины выходного тока либо типа нагрузки. От источника напряжения требуется низкий выходной импеданс и стабильность: ðU0/ðT = 0, ðU0/ðUИП =0. В зависимости от преобладания определенных свойств данные схемы подразделяются на а) источники напряжения с низким импедансом по переменному току, б) источники опорного напряжения для схем пороговой логики (ЭСЛ), в схемах дифференциальных каскадов для общего смещения. Основной элемент рассматриваемых схем - схема эмиттерного повторителя, ЭП. Преобразование импеданса транзистором в схеме ЭП. +U Пусть I0 увеличивается на DI0, в результате ток базы увеличится на dIБ = dIЭ/(b+1)=dI0/(b+1) Þ dIБRБ = dI0RБ/(b+1) Þ UБЭ = UБ - UR, UR, UБЭ ~ f[ln(IД/IД0)]. UБ RБ U0 I0 возрастает UБЭ Þ dUБЭ = (dUБЭ/dIЭ)dIЭ = rБЭdIЭ» » (jТ/IЭ)dIЭ Þ dU0= -dIБRБ-dUБЭ = -[dI0RБ/(b+1) +(jT/IЭ)dI0= -dI0[RБ/(b+1)+rБЭ] Rвых = -dU0/dI0 = RБ/(b+1)+rБЭ В реальном ИН есть зависимость номинала напряжения от температуры и изменений источника питания.
Примеры схем источников напряжения UИП UИП UН = UИПR2/(R1+R2) Uсм и Uн = f(UИП), т.к. IR=f(UИП) R1 Uсм I I Zвых = jT/I + R1R2/[b(R1+R2)] A Uсм
R2 Zн UH Uсм=nUД Zвых=njT/I dUсм/dT=n *dUБЭ/dT=-ZH В качестве генератора м.б.R Если R>>ZA. Uсм = UБЭ(1+R1/R2) при b >>1, Rвых = R1/b+(R1+R2)/(gmR2) = 50 - 200 Ом = dUсм/dI0 = (R1+R2)/(1+gmR2)= = Uсм/UБЭ [R2/(1+gmR2)] при gmR2 >> 1 Þ Rвых = Uсм/UБЭ(1/gm) = Uсм/UБЭ(jT/IK), I подбираем R1,R2 так, чтобы IБ®0. Величина I = IK + Iн. R1 Uсм
R2
Могут быть различные задания на параметры схемы: Uоп ¹ f(T), Uоп ¹ f(UИП), Uоп ¹ f(Iн). Чаще всего нужна температурная стабильность порядка 10-4/град (ТКН = -2 мВ/град). Иногда схему опорника используют для подачи на вход источника напряжения это схема стабилизатора напряжения. Пример схемы источника напряжения: +UИП Т1 - стабилитрон, на нем падает напряжение пробоя p-n- перехода Б-Э порядка 6-7В. I0 UЭ2 = UЭ1-UБЭ4-UБЭ2 T4 UK3=UБЭ3 Uоп=UЭ2[R2/(R1+R2)]+UК3[R1/(R1+R2)] BUБЭ Т2 Т1 R1
Т3 R2 Uоп
ТКН=dUоп/dT= Поскольку отношение сопротивлений не является функцией температуры, можно получить ТКН=0: R2(dBUБЭ/dT) = (2R2 - R1)dUБЭ/dT,
R1/R2 - 2 = (dBUБЭ/dT)/(-dUБЭ/dT); Þ R1/R2 = 2+3мВ.град-1/-2мВград-1. Uоп = 1.6 -2.5 В. ТКН ~ 4×10-5 град-1.
Использование формирователя тока на схеме токового зеркала для создании стабильного смещения на входе источника опорного напряжения:
I1»I2, UК2=I2R2=(R2/R3)DUБЭ. I0 DUБЭ =UБЭ1-UБЭ2=jTln(I1/I2), d(DUБЭ/dT) = (jT/T)ln(I1/I2) > 0, a dUБЭ/dT < 0. Можно сделать ТКН Uоп » 0 (R2/R3 =10» I1/I2 Þ ТКН» 0, Uоп @ 1,2 В) I1 R1 R2 Uоп Uоп = UБЭ3 + UR2 U2 Т3 Uоп = UБЭ3 + (R2/R3)jT(lnI1/I2). ТКН <0 >0 I2 R3
Схемы сдвига уровня (высокий входной и низкий выходной импеданс).
U2 = (U1-nUБЭ) U1 U2 = (U1-UБЭ)R2/(R1+R2) U1 Rвых» (n+1)jT/I
R1 U2 R2 U2
Трансляторы уровня напряжения. U1 - U2 = UБЭ(2+R1/R3) U1 I R1 R1 I = (UИП - U1 - UБЭ)/R1 U1 U2 = R2*I U2 U2 АU » -(R2/R1)по перем.току R2 R3
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 408; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |