Similar presentations:
лекция6
1. Аналоговые интегральные микросхемы
Интегральныемикросхемы
(интегральные
схемы)
(ИМС, ИС) – микроэлектронное изделие (т.е. изделие с
высокой степенью миниатюаризации), выполняющее
определенную функцию преобразования и обработки
сигнала и имеющее высокую плотность упаковки
электрически соединенных элементов (или элементов и
компонентов) и (или) кристаллов, которое с точки зрения
требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации
рассматривается как единое целое.
Элемент ИС.
Компонент ИС.
2.
Интегральные схемы(по конструктивно-технологическому исполнению)
Полупроводниковые
Пленочные
Гибридные
Интегральные схемы
(по функциональным признакам)
Аналоговые
Цифровые
(операционные усилители и
т.д.)
(логические элементы,
триггеры и т.д.)
3. Преимущества ИМС
1) высокая надежность за счет минимальногоколичества соединений и использования
особо
чистых
материалов,
а
также
исполнение в едином корпусе,
2) уменьшение массы и объема изделия,
уменьшение энергопотребления и стоимости
за счет единого тех. процесса.
4. Система обозначений
5. Операционные усилители
Операционный усилитель (ОУ) – высококачественныйусилитель, выполненный в виде полупроводниковой
интегральной схемы, предназначенный для усиления как
постоянных, так и переменных сигналов.
6.
Операционный усилитель (многокаскадный) в интегральномисполнении и с дифференциальным входом имеет большой
коэффициент усиления Кu, высокое входное сопротивление Rвх,
широкий
диапазон рабочих частот, низкое выходное
сопротивление Rвых, низкую чувствительность к синфазному
сигналу и малое напряжение сдвига. На его выходе формируется
напряжение Uвых, равное разности входных напряжений,
усиленной ОУ:
Uвых = Кu(Uвх1 – Uвх2).
Структурная схема операционного усилителя
Инвертирующий
вход
Входной
каскад
Uвх
(дифференциальный
усилитель)
Неинвертирующий
вход
Промежуточные
каскады
усиления
Выходной
каскад
(эмиттерный
повторитель)
Выход
7.
Варианты условных графических обозначений ОУ суказанием функционального назначения выводов:
а, б – без дополнительного поля;
в – с дополнительным полем
8.
Характеристики ОУ1 Передаточная характеристика ОУ
Uвых
(1 – 2) В
Область
усиления
+Uп
Область
ограничения
Область
ограничения
Uп
Uвх min
(1 – 2) В
Uвх max
Uд
9.
2 АЧХ и ФЧХ ОУА
105
104
103
102
101
, град.
-90
-180
f1
101
102
103
f2
104
105
f3
106
f, Гц
10. Параметры ОУ
1) K – коэффициент усиления по напряжению,2) Uсм – напряжение смещения – это U, которое
нужно приложить ко входу, чтобы Uвых=0,
3) Iвх+ и Iвх- – входные токи,
4) разность входных токов Iвх= Iвх+ – Iвх-,
5) температурный коэффициент напряжения
смещения Uсм / T,
6) температурный коэффициент разности входных
токов Iвх/ T,
7) коэффициент ослабления синфазного сигнала
Косс,
8) максимальный Iвых.
11.
также м.б. Rвх и Rвых.Динамические характеристики ОУ
1) предельная частота (частота единичного
усиления) fпр=f1,
2) максимальная скорость нарастания выходного
напряжения Vuвых max.
12. Идеальный ОУ
1) Rвх= Iвх=02) Rвых=0
3) K=
4) Kусс=0
5) Uсм=0
6) f1=
13. Классификация ОУ
1) универсальные или общего примененияК = 103 – 105, f = 1 – 10 МГц, Uсм > 0,5 мВ;
2) прецизионные или инструментальные
К = 0,5 – 106, Uсм < 0,5 мВ;
3) быстродействующие или широкополосные
Vuвых max>20 В/мкс, fпр > 16 МГц;
4) микромощные
Iпотр < 1мА;
5) ОУ с малым входным током
Iвх < 100пА;
6) многоканальные;
7) мощные и высоковольтные
Iвых > 100мА, Uвых > 15В;
8) ОУ с гальванической развязкой.
14.
Инвертирующий усилитель на ОУR2
I1
Е
R1
U вх
I1
;
R1
I2
Iвх
Uвх
Uвых
U вых
I2
R2
Учитывая, что Rвх = и
I1 = I2
U вх
U вых
;
R1
R2
R2
Uвых Uвх
;
R1
В
инвертирующем
усилителе
действует
параллельная
отрицательная
обратная связь (ООС) по напряжению.
R2
Кu
R1
Входное и выходное сопротивления усилителя с параллельной отрицательной
обратной связью меньше Rвх и Rвых усилителя без обратной связи.
15.
Неинвертирующий усилитель на ОУR2
Uо.с I1R1;
I2
I1 I 2
Iвх
Uвых
R1
I1
Uос
Е
Uвх
В
неинвертирующем
усилителе
используется
последовательная
отрицательная ОС по напряжению.
U вых
;
R1 R 2
R1Uвых
Uо.с
;
R 1 R 2
R2
U вых =U вх 1+ ;
R1
К 1
R2
R1
16.
Повторитель напряжения на ОУПодбором элементов цепи ОС можно обеспечить Кu ОС = 1.
Такой
усилитель
используется
для
согласования
высокоомного источника сигнала с низкоомной нагрузкой
17.
Суммирующий усилитель на ОУI1
Ioc
Rос
R1
Uвх1
Uвых
…
Uвхn
Rn
In
Rэ
R ос
R ос
R ос
Uвых Uвх1
Uвх 2
... Uвхn
R1
R2
Rn
n
U вхi
U вых R ос
i 1 R i
18.
Дифференциальный усилитель на ОУRoc
U1
U2
R1
R2
R3
R2+R3=R1
R2/R3=Roc/R1
Назначение – для подавления синфазной помехи