СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2016 Входной регистр сдвига и управ- ляющая логика Регулировка усиления B Регулировка усиления C Регулировка усиления D Регулировка смещения B Регулировка смещения C Регулировка смещения D Входной регистрВ Входной регистрC Входной регистрD ЦАП A ЦАП B ЦАП C ЦАП D Буферы ИОН Управление питанием Буферы ИОН Входной регистрА Регулировка усиления A Регулировка смещения A Регистр данныхA Регистр данныхD Регистр данныхС Регистр данныхB AD5764 Традиционный 30-вольтовый процесс 24-вольтовый процесс Технология iCMOS Микросхемы семейства PulSAR нашли применение в таких областях, как ана- лизаторы спектра, медицинские при- боры, измерительная техника, системы управления процессами, компьютер- ные томографы, сигма-дельта преобра- зователи, высокодинамичные системы сбора данных. AD5764 (2004 г.) – 16-разрядый 4-канальный ЦАП высокой точности с последовательным интерфейсом и биполярными выходами, выполнен- ный по технологии iCMOS (Industrial CMOS). Данная технология существен- но изменила ситуацию на рынке ком- понентов для промышленной элек- троники и автоматики (компания ADI называет iCMOS прорывной техно- логией). Устройства и микросхемы, исполь- зуемые в промышленности, зачастую работают в условиях значительных электромагнитных помех от различного оборудования. Для повышения помехо- устойчивостинеобходимо увеличивать размах полезного сигнала и, соответ- ственно, напряжение питания микро- схем, а также размеры транзисторов на кристалле. Технология iCMOS позволя- ет изготавливать микросхемы с напря- жением питания до 30 В, оставаясь при этомв субмикронномдиапазоне техно- логических норм. На рисунке 10 пока- заны размеры транзисторов, выпол- ненных по традиционным BiCMOS- технологиям в сравнении с iCMOS. Кроме МОП-транзисторов на кристал- лах iCMOS возможно создание и компле- ментарных биполярных транзисторов (также с повышенным рабочим напря- жением). При этомобеспечивается высо- кая плотность расположения элементов и возможность создания автономных модулейна одномкристалле с оптималь- ными для конкретных задач параметра- ми. Вчастности, возможно совмещение современной логики с высоковольтны- ми аналоговыми модулями. Технология iCMOS позволяет соз- давать 12–16-разрядные АЦП с про- граммно переключаемыми входами, допускающими работу с уровнями ±(2,5...10) В. При этом их энергопотре- бление на 70...85%меньше, чем у микро- схем, выполненных по более ранним технологиям. Значительно ниже (до 80%) и сопротивление открытых кана- лов iCMOS мультиплексоров (3...4Ом) [5]. Технология iCMOS позволяет созда- вать полностью изолированные моду- ли на одном кристалле с различными напряжениями питания, а также самые различные компоненты: подстраиваемые резисторы, конденсаторы, диоды, поле- вые ибиполярные транзисторыразлич- ных типов, ячейкипамяти (ПЗУ). Напри- мер, вмикросхему AD5764 (её структура показана на рисунке 11) входят четыре 16-разрядных ЦАП (f S = 1,25 МГц, время установления –8мкс) на одномкристал- ле, регистры, драйверы с выходами по напряжению, регулируемые усилители, ИОН, схема управленияпитаниемивход- ные регистры. Для работы микросхемы используются два напряжения пита- ния: ±15 и 5 В. При этом полная шкала выходногонапряжения составляет ±10В. Микросхема выпускается в исполнени- ях для промышленных, военныхиаэро- космических приложений. AD732x, AD765x (2004 г.) – много- канальные АЦП с биполярным вхо- дом и числом разрядов 12 плюс зна- ковый разряд (AD732x) и 16 плюс зна- ковый разряд (AD765x), рассчитанные на входные напряжения ±2,5...10 В (тех- нология iCMOS). Микросхемы серии AD732x отличаются числом кана- лов: два канала (AD7321/22), четыре канала (AD7323/24), восемь каналов (AD7327/28/29) и производительностью (500/1000 kSPS). На рисунке 12 показана структура микросхемы AD7327. Микросхемы этих серий представля- ют собой АЦП последовательного при- ближения с поддержкой однополярных и двуполярных входных напряжений. Диапазон входных сигналов из значе- ний ±10, ±5, ±2,5 или 0...10 В выбирает- ся программно и независимо для каж- дого канала. Схемные решения в части программируемого выбора входно- го диапазона сигналов, применённые в микросхемах, защищены патентом (U.S. Patent №6,731,232, автор изобре- тения Томас Паул Керни). Исполне- ния микросхем с окончанием ЕР (AD7321-EP…) предназначены для воен- ных и аэрокосмических приложений. AD9228, AD9219 (2005 г.) – четы- рёхканальные 12- и 10-разрядные пре- образователи аналоговых сигналов в последовательные цифровые сигна- лы формата LVDS 1,8 В. Микросхемы отличаются низким энергопотреблени- ем (119...94 мВт на канал) при произво- дительности 65MSPS, высокой линейно- стьюиширокой полосой пропускания (315МГц на большом сигнале). Питание цифровой и аналоговой частей микро- схем осуществляется от источников напряжением 1,8 В. Сферыприменения микросхем – медицинское оборудова- ние, портативные ультразвуковые систе- мы, радиоприёмники различных типов, портативные измерительные приборы. Рис. 10. Размеры транзисторов на кристаллах Рис. 11. Структура микросхемы AD5764