СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2015

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2015 Двухканальная аналоговая ИС с программируемыми параметрами На базовом матричном кристалле АБМК-1.3 создана аналоговая микросхема МН1ХА062, содержащая канал с головными биполярными транзисторами и канал с головными полевыми транзисторами с p–n-переходом. Различное соединение выводов ИС и подключение внешних RC-элементов позволяет реализовать несколько аналоговых устройств с программируемыми коэффициентом преобразования входного сигнала, полосой пропускания, скоростью нарастания и током потребления. Приводятся схемные решения отдельных каскадов микросхемы и результаты измерений. Олег Дворников, Владимир Чеховский, Валентин Дятлов (г. Минск, Беларусь), Николай Прокопенко (г. Шахты, Россия) В ВЕДЕНИЕ Для применения в высококачествен- ных оптикоэлектронных устройствах на комплементарных биполярных транзисторах (БТ) создана конфи- гурируемая аналоговая микросхема МН2ХА060, которая характеризуется высоким усилением (75 дБ) и полосой пропускания более 19 МГц при 20-крат- ном усилении. Из-за существующего технологиче- ского разброса параметров БТ входной ток МН2ХА060 превышает 2 мкА даже при наличии схемы компенсации, что недопустимо при работе с высокоим- педансными источниками сигналов. Поэтому дополнительно разработана двухканальная аналоговая микросхе- ма с программируемыми параметрами МН1ХА062, в которой один из каналов с головными полевыми транзистора- ми с p–n-переходом (ПТП) обеспечи- вает низкий входной ток. Микросхема МН1ХА062 изготовлена в ОАО «Инте- грал» на базовом матричном кристал- ле АБМК-1.3 [1]. О СОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ Блок-схема и типовая схема вклю- чения МН1ХА062 показаны на рисун- ке 1. Особенности схемотехники бло- ков обусловлены тем, что базовый кристалл АБМК-1.3, на котором реали- зована микросхема, содержит горизон- тальные p–n–p-транзисторы с низким коэффициентом передачи тока в схе- ме с общим эмиттером ( β ), сильно спадающим в области больших токов, и допускает применение ПТП с кана- лом p-типа (p-ПТП). Канал МН1ХА062Б включает: блок смещения BIAS с двумя идентичными выходами REF1 и REF2, два одинаковых преобразователя вход- ного напряжения в ток V-I и выходной каскад Output Stage. Блок смещения (см. рис. 2) состоит из: ● каскодных токовых зеркал, в которых вход одного (база Q110 и Q126) сое- динён с выходом другого (коллектор Q125 и Q111); ● цепей запуска Q85, Q86 и R56; ● токозадающих цепей Q165, Q168, R59 и Q166, Q169, R60. Площадь эмиттерного перехода транзистора Q137 в четыре раза боль- ше, чем Q138 (на рисунке 2 для этих транзисторов приведён масштабиру- ющий коэффициент AREA), и в эмит- терную цепь Q137 включён резистор R58, что обеспечивает формирование тока I PTAT , прямо пропорционально- го абсолютной температуре (PTAT – Proportional to Absolute Temperature): , (1) где S E – площадь эмиттерного перехо- да, ϕ T – температурный потенциал, рав- ный примерно 26 мВ при 27 ° C. При схемотехническом моделиро- вании, учитывающем реальные зна- чения β , температурные измерения параметров транзисторов и резисто- ров, а также напряжение Эрли, ток I PTAT составил 325 мкА при 27 ° С, а эмиттер- ный ток транзисторов Q168 и Q169 – I E168 = I E169 = 317 мкА. Эмиттерный ток токозадающих тран- зисторов всех блоков (I E170 на рисунке 3) при соединении их узлов REF с одно- имёнными узлами блока BIAS прибли- зительно равен 317 мкА, но может быть уменьшенприподключениирезистора между выводомB1 (B2) ишинойотрица- тельногонапряжения питания V EE . Следу- ет отметить, что ток I PTAT и, следовательно, эмиттерные токи токозадающих тран- зисторов всех блоковмалочувствитель- ны к изменениюнапряжения питания. В схеме преобразователя входного напряжения в ток (см. рис. 3) исполь- зованы известные технические реше- ния [2, 3]. От предыдущих разработок [4] схема отличается, главным образом, Рис. 1. Блок-схема микросхемы МН1ХА062 и типовая схема её включения © СТА-ПРЕСС