 |
 |
 |
 |
на важная особенность ОУ, изготовленного таким способом - низкие шумовые характеристики. Эквивалентное напря-м/ение шума составляет всего 6 нВ/Гц/, а благодаря малому входному току смещения шумовой ток этого усилителя 1,6 фА/Гц/ СО 0016 пА/Гц-). Другие параметры данного ОУ следующие: дэффиц[1ент усиления без обратной связи 125 дБ, частота еди-1П1ЧН0Г0 усиления 2 МГц и скорость нарастания 2 В/мкс.
ренциалмый
Av «6000
Рис. 6.21. ОУ с МОП-входом и КМОП-выходом СА3130 (фирма RCA Corpora fion): а - упрощенная функциональная схема; б - структурная схема.
6.3.2. ОУ на МОП-транзисторах. СА3130. Интересным при-РдР?" полупроводникового ОУ на МОП-транзисторах является А3130 (фирма RCA), который содержит наряду с МОП-транзи-торами также и биполярные транзисторы, расположенные на м же кристалле. Эта схема усилителя представлена на рис. 6.21.
riapdMeip | Минимум | Номинал | Максимум |
Напряжение смещения Vqs, мВ | |||
Входной ток смещения /д, пА | |||
Входной ток сдвига Iqs, пА | |||
Входное сопротивление, ТОм | |||
Входная емкость С,, пФ | |||
Коэффициент усиления без обратной связи, | |||
Aol (0) при Rl 2 кОм, В/мВ | |||
Коэффициент ослабления синфазного сигна- | |||
ла, дБ Коэффициент ослабления нестабильности ис- | |||
точника питания, дБ | |||
Частота единичного усиления /„, МГц | |||
Скорость нарастания выходного напряжения, | |||
В/мкс |
Входным каскадом является дифференциальный усилитель состоящий из двух р-канальных МОП-транзисторов Qe и п работающих в режиме обогащения. Этот дифференциальный уси! литель смещен источником тока также на МОП-транзисторах" а его нагрузкой служит схема токового зеркала на транзисто! pax Qe и Qi(,. Резисторы нагрузки и R (1 кОм) в схеме токового зеркала используются совместно с потенциометром (он подклю, чается извне к выводам 1 и 5), который используется для уста-новки «нуля» усилителя. Падение напряжения на этих резисторах в состоянии покоя 100 мкА 1 кОм = 100 мВ, поэтому диапазон возможной регулировки напряжения смещения составляет ±100 мВ. Диоды и Оц, включенные между входами усилителя используются для защиты тонкого подзатворного окисла от скгч-ков напряжения и статического заряда, которые могут пригести к разрушению слоя окисла и необратимому повреждению транзистора. Коэффициент усиления первого каскада всего около 5 вследствие низкой передаточной проводимости МОП-транзистора.
Выходной каскад выполнен на комплементарных МОП-транзисторах (КМОП-транзисторах), причем Q - р-канальный транзистор, а Qi2-л-канальный. Как только напряжение на коллекторе Qii начинает превышать уровень начального напряженпя, л-канальный МОП-транзистор Q12 открывается, а р-канальный МОП-транзистор Qs закрывается. В результате выходное напряжение уменьшится до отрицательного напряжения питания. И обратно, если напряжение на коллекторе Qn понижается, р-канальный ЛЮП-транзистор Qg открывается, а /г-канальный МОП-транзистор
Таблица 6.5
ОУ СА3130
чякрывается. Это приведет к нарастанию выходного напряжения положительного напряжения питания Сопротивление затвор- „сток выходных КМОП-транзисторов порядка 300 Ом, когда один из транзисторов открыт, так что при большом сопротивлении нагрузки (1 МОм) выходное напряжение будет отличаться от напряжения питания (в обе стороны) всего на несколько милли-
11а = 200МКЛ
I Iq - 200мка.
Рис. 6.22. Схема каскодного источника тока на МОП-транзисторах, исподь-зуемая в микросхеме СА3130 (фирма RCA Corporation).
вольт. Если же сопротивление нагрузки лежит в килоомном диапазоне, то амплитуда выходного напряжения будет, конечно, меньше. Коэффициент усиления такого выходного каскада на КМОП-транзисторах примерно равен 30.
Некоторые характеристики CA3I30 приведены в табл. 6.5 (при напряжении питания ±15 В и температуре 25 °С).
На рис. 6.22 показана схема источника тока, который применен в СА3130, Транзистор Qi включен по диодной схеме и вместе транзистором образует схему токового зеркала. Tow через Qj устанавливается равным 100 мкА схемой, состоящей из табилитрона Zj, диодов с Di по D, и резистора R- сопротивле-ием 40 кОм. В транзисторах Qa-Qs ширина канала в два раза
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 [ 150 ] 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193