Лекция № 27. Аналоговые микросхемы. Операционный усилитель. Основные параметры

1. Лекция № 27. Аналоговые микросхемы. Операционный усилитель. Основные параметры.

Ана́логовая интегра́льная (микро)схе́ма (АИС, АИМС) — интегральная схема, входные и выходные сигналы
которой изменяются по закону непрерывной функции (то есть являются аналоговыми сигналами).
Аналоговые микросхемы можно разделить на две группы:
1. микросхемы универсального назначения:
• матрицы диодов;
• матрицы транзисторов;
• интегральные операционные усилители (ОУ).
• 2. специализированные аналоговые микросхемы, выполняющие некоторые определенные
функции: фильтрации;
• компрессию;
• перемножение аналоговых сигналов.
Работа любого аналогового устройства сопряжена с ошибками, источниками которых может быть
технологический разброс параметров элементов, их температурный и временной дрейфы, шумы,
наводки.
Уменьшение погрешности работы аналоговых устройств – одна из главных задач их
разработчиков. Высокая сложность решения этой проблемы вызвала отставание технологии
аналоговых микросхем как самостоятельного направления микроэлектроники по сравнению
технологиями цифровых микросхем. Серьезным препятствием явился ограниченный набор
элементов полупроводниковых микросхем, в частности отсутствие индуктивных элементов и
конденсаторов. В настоящее время многие из указанных трудностей преодолены. Разработаны
специальные схемотехнические приемы взаимной компенсации нестабильности параметров
элементов электрических цепей.
Особенностью схемотехники аналоговых микросхем является реализация принципа
схемотехнической избыточности, который несмотря на усложнение изделий, благодаря
интегральной технологии, позволяет улучшить их качество.

2.

Особенности аналоговой интегральной схемотехники
Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для усиления, обработки и преобразования
электрических сигналов, параметры которых изменяются по закону непрерывной функции. К таким
аналоговым ИМС принадлежат операционные усилители, интегральные стабилизаторы, компараторы
и другие схемы, состоящие из базовых схемотехнических элементов:
элементарных усилительных каскадов;
дифференциальных усилителей;
каскадов смещения потенциальных уровней;
генераторов стабильного тока;
источников опорного напряжения;
конечных усилительных каскадов.
Эти элементарные схемы широко используются как при проектировании известных, так и при
создании новых линейных ИМС.
При разработке полупроводниковых аналоговых ИМС большое внимание уделяется повышению
технологичности микросхем, то есть уменьшению количества технологических операций. Это
достигается использованием транзисторных структур не только как элементов усиления, а также для
выполнения функций пассивных элементов, например, как резисторов, конденсаторов и т. д. При этом
важно, чтобы у схемы была низкая чувствительность к разбросу параметров, что увеличивает процент
выхода годных ИМС .

3.

21 слайд
3

4.

21 слайд
4

5.

21 слайд
5

6.

21 слайд
6

7.

21 слайд
7

8.

21 слайд
8