Главная | Обратная связь

Особливості аналогової інтегральної схемотехніки

Аналогові інтегральні мікросхеми (ІМС) призначені для підсилен­ня, обробки і перетворення електричних сигналів, параметри яких змінюються за законом неперервної функції. До таких аналогових ІМС належать операційні підсилювачі, інтегральні стабілізатори, компаратори та інші схеми, які складаються з базових схемотехнічних елементів, наприклад, елементарних підсилювальних каскадів, диференційних підсилювачів, каскадів зсуву потенціальних рівнів, ге­нераторів стабільного струму, опорних елементів, кінцевих підсилю­вальних каскадів. Ці елементарні схеми широко використовують як при проектуванні відомих, так і при створенні нових лінійних ІМС.

Аналогові ІМС універсальні і багатофункціональні. Ці якості закладають в мікросхеми при їх розробці. Багатофункціональні мікросхеми виготовляють в масовому виробництві. Вузькоспеціалізовані ІМС не користуються великим попитом, вони дорогі. Аналоговим ІМС, особливо операційним підсилювачам, властива функціональна перена­сиченість за більшістю параметрів. Це дозволяє проектувати прилади промислової електроніки на базі ІМС з високими технічними і експлуа­таційними показниками.

При розробці напівпровідникових аналогових ІМС велика увага приділяється підвищенню технологічності мікросхем, тобто зменшенню кількості технологічних операцій. Це досягається використанням тран­зисторних структур не тільки як елементів підсилення, а також для ви­конання функцій пасивних елементів, наприклад, як резисторів, конденсаторів (див. розд. 2) і т. д. При цьому важливо, щоб у мікро­схем була низька чутливість до розкиду параметрів, що збільшує процент виходу придатних ІМС.

Для аналогових мікросхем характерно використання зворотних зв'язків як з метою підвищення електричних характеристик, так і для розширення функціональних можливостей, наприклад, для ви­біркового підсилення, корекції характеристик і т. п. Тому розробники радіоапаратури вводять зовнішні кола зворотних зв'язків. Необхідно відзначити, що в принципових схемах ІМС намагаються уникнути міс­цевих зворотних зв'язків. Наприклад, введення глибокого зворотного зв'язку для стабілізації режиму роботи підсилювальних каскадів за постійним струмом (режим спокою) приводить до помітного зменшення коефіцієнта підсилення (застосування блокуючих конденсаторів ве­ликої ємності — одиниці, десятки мікрофарад — принципово немож­ливе). Тому найчастіше режим стабілізують параметричними спосо­бами: колами транзисторної структури в діодному вмиканні, диферен-ційним ввімкненням транзисторів за постійним струмом спокою і т.д.

Зв'язок між окремими каскадами в схемі ІМС звичайно безпосеред­ній. При цьому є проблема узгоджування як окремих каскадів у скла­ді мікросхеми, так і окремих мікросхем між собою. Для такого узгод­ження необхідно, щоб потенціали вхідної і вихідної напруг були близь­кі до потенціалу загальної клеми джерела живлення. Цього досягають, застосовуючи каскади зсуву потенціального рівня.