СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2015

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2015 ность параметров J 1 и J 2 , J 4 и J 5 , R 1/1 = R 1/2 и выполнение условия [8] . (6) При выполнении условия (6) коэффи- циент преобразования входного тока I IN в выходное напряжение будет равен , (7) а при удалении резистора R IN коэффи- циент усиления напряжения составит . (8) Усилительные схемы ОТА широко применяются при синтезе различных типов фильтров. К ним предъявляют- ся следующие основные требования: ● бесконечно большой входной им- педанс; ● бесконечно большой выходной им- педанс; ● постоянный коэффициент преобразо- вания входного напряжения в выход- нойток вширокомдиапазоне сигналов; ● бесконечно малый входной ток; ● бесконечно малое выходное напря- жение при отсутствии входного токо- вого сигнала, т.е. малый входной ток смещения (аналог напряжения сме- щения ОУ); ● температурная и временна ′ я стабиль- ность коэффициента преобразования. На рисунках 19 и 20 показаны источ- ники тока, управляемые напряжени- ем (ИТУН), которые отличаются от OTA, в основном, тем, что имеют один вход, на который поступает напряжение относительношины нулевого потенци- ала – «земли», в то время как входным сигналом ОТА является напряжение между двумя входами. Для схемы на рисунке 19 коэффици- ент преобразования составляет [8]: , (9) а для схемы на рисунке 20: . (10) Сравним источники напряжения, управляемые током (см. рис. 19 и 20) с идеальным OTA. 1. Входным импедансом схем являет- ся сопротивление обратно смещён- ных p-n-переходов, которое опреде- ляется размерами ПТП и может быть сделано очень малым, если не предъ- являются повышенные требования к крутизне «головного» транзистора. 2. Выходной импеданс источников – выходной импеданс двух параллель- но соединённых ПТП. Для увеличе- ния выходного импеданса целе- сообразно применять каскодное соединение ПТП. 3. Диапазон входных сигналов определя- ется, главнымобразом, напряжением отсечки применяемыхПТПи состав- ляет от ±1 до ±6 В. Диапазон выход- ных токовых сигналов определяет- ся сопротивлением преобразующе- го резистора R CONV . Видеальном случае . (11) В реальном случае на коэффициент преобразования влияет крутизна ПТП: . (12) Для обеспечения высокой линейно- сти преобразования, т.е. независимо- сти коэффициента преобразования от уровня входного (выходного) сигналов, необходимо, чтобы R CONV >> 1/g M . 4. Входным током источников напря- жения является ток обратно смещён- ного p-n-перехода, который обычно удваивается при увеличении темпе- ратуры на 10 ° C и поэтому крайне мал при криогенных температурах. 5. Из-за технологического разброса параметров ПТП, для уменьшения входного тока смещения необходимо применять подстройку сопротивле- ний резисторов выходного каскада. 6. Температурная стабильность может быть обеспечена работой всех ПТП при одинаковой температуре и опти- мальном токе стока. В ЫВОДЫ Низкотемпературные ИС находят применение в разных областях: косми- ческой аппаратуре, ядерной электрони- ке, научном приборостроении, крио- генных измерительных и медицинских приборах, приборах для исследований Арктики и Антарктики. Одним из важнейших направлений низкотемпературной электроники яв- ляется создание малошумящих ана- логовых ИС для обработки импульс- ных сигналов датчиков с использова- Рис. 20. Источник втекающего тока, управляемый напряжением [8] Рис. 17. Источник напряжения, управляемый напряжением положительной полярности [8] Рис. 18. Источник напряжения, управляемый биполярным входным током [8] Рис. 19. Источник вытекающего тока, управляемый напряжением [8] © СТА-ПРЕСС