СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2015

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 35 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2015 dI D /dT  0. Обычно I DOPT достигается при напряжении |V GSOPT |  |V TH | – 0,66 В. 2. Определить ширину W затвора каскодного транзистора J 2 (W 2 < W 1 при L 2 = L 1 = L), чтобы для I D2 = I D1 напряжение V GS2  0. 3. Определить напряжение на затворе J 2 (V G2 ) с тем, чтобы для p-ПТП выпол- нялось условие V G2 < –V TH + V GS1 +V GS2 . На основе приведённых рекомен- даций были разработаны малошумя- щие усилители для криогенных тем- ператур с внешними RC-элементами (см. рис. 3–8). Так как параметрыПТПдля выбранного технологическогомаршру- та определяются, в основном, отношени- ем длины затвора к его ширине, то на рисунках приведены не только номи- налыRC-элементов, нои значенияWи L. Схемы, показанные на рисунках 3–8, имеют следующие особенности. 1. Усилитель по схеме на рисунке 3 соответствует упрощённой схеме на рисунке 2. В качестве буферно- го каскада используются два после- довательно соединённых истоко- вых повторителя J 8 , J 6 и J 9 , J 10 , а сдвиг постоянного уровня напряжения осу- ществляет делитель R A , R B . В усилите- ле предусмотрена возможность изме- нения тока стока и, следовательно, рассеиваемой ТИУ мощности, и кру- тизны J 8 за счёт включения резисто- ра между истоком J 6 (вывод 4) и его затвором (вывод 13). Как любой одно- тактный выходной каскад, истоко- вый повторитель обеспечивает высо- куюнагрузочную способность толь- ко для одной полуволны выходного напряжения, а именно при использо- вании p-ПТП – для втекающего тока в вывод 9 (отрицательной полувол- ны выходного сигнала). Увеличению нагрузочной способности по вытека- ющему току способствует ОС на рези- стивном делителе R 1 –R 3 . Если втека- ющий в вывод 9 ток уменьшается, то уменьшаются ток стока J 9 и падение напряжения на резисторе R 2 , снижа- ется потенциал затвора J 10 и увели- чивается его ток стока. Таким обра- зом, на транзисторе J 10 реализуется управляемый источник вытекающе- го тока, величина которого возраста- Рис. 3. Упрощённая схема криогенного ТИУ (C INP = 130 пФ) для датчиков с ёмкостью до несколько нФ [1] Рис. 4. Упрощённая схема криогенного ЗЧУ для датчиков с ёмкостью до несколько нФ [1] Рис. 5. Включение ЗЧУ по схеме (см. рис. 4) для минимизации уровня шумов [1] Рис. 7. Упрощённая схема криогенного ЗЧУ для датчиков с ёмкостью до несколько нФ [2], вариант 1 Рис. 6. Упрощённая схема криогенного ЗЧУ (C INP = 130 пФ) для датчиков с ёмкостью до несколько нФ [2] Рис. 8. Упрощённая схема криогенного ЗЧУ для датчиков с ёмкостью до несколько нФ [2], вариант 2 ет с ростом положительной полувол- ны выходного напряжения. 2. Усилитель по схеме (см. рис. 4) целесо- образно применять в качестве ЗЧУ. Он соответствует упрощённой схеме рис.1: источник тока I 0 сформирован на отражателе тока M 1 , M 2 , величина тока в котором устанавливается внеш- нимрезисторомR; источником тока I 1 является каскод J 3 , J 4 , причём ток сто- ка J 4 задаёт R C ; к высокоимпедансно- му узлу A подключён буфер – истоко- вый повторитель на M 4 , M 5 , а выход ЗЧУ соединён с R F через каскад сдвига уровня – резистивный делитель R 1 , R 2 . Регулировка тока стока «головного» транзистора позволяет выбрать опти- мальный режимработыдля конкрет- ной ёмкости датчика C D и требуемо- го быстродействия канала обработки сигналов T M . 3. Известно, что отражатели тока могут вносить свой вклад в уровень шума усилителей. Обычно для минимиза- ции шума в эмиттерные или истоко- вые цепи транзисторов отражателей тока включают резисторы. В схеме © СТА-ПРЕСС