Униполярного транзистора

Рассмотрены особенности монолитных и гибридных интегральных микросхем (ИМС) и их элементов. Дано описание основных ячеек аналоговых ИМС. Подробно рассмотрены операционные усилители. Рассмотрены основные типы цифровых ИМС на биполярных и униполярных транзисторах и построенные на их основе триггерные системы. Дано описание интегральных компараторов напряжений. Приведены монолитные и гибридные релаксационные ИМС.

Рассмотрены особенности монолитных и гибридных интегральных микросхем (ИМС) и их элементов. Дано описание основных ячеек аналоговых ИМС (повторителей напряжения, усилителей ьшкой частоты, видеоусилителей и др.). Подробно рассмотрены операционные усилители общего и специального назначения. Рассмотрены основные типы цифровых ИМС на биполярных и униполярных транзисторах и построенные на их основе 1риггерные системы. Дано описание интегральных компараторов напряжений. Приведены монолитные и гибридные релаксационные ИМС

Температурная нестабильность каскадов на униполярных транзисторах обусловлена изменением напряжения отсечки ^зи.отс и крутизны характеристики S.

К "числу элементарных каскадов на биполярных транзисторах относятся каскады с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). Аналогами этих каскадов на униполярных транзисторах являются каскады с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ).

Дифференциальные каскады на униполярных транзисторах обладают достаточно высоким входным сопротивлением (108 Ом и более). В каскадах на биполярных транзисторах для увеличения входного сопротивления применяют транзисторы со сверхвысоким (J (составляющим 1000 — 5000), работающие в режиме микротоков. Увеличение (3 приводит к повышению глубины обратной связи, а уменьшение тока — к росту сопротивления эмиттерного перехода гэ = фт/(/э + ^эт)-

где ал — температурный коэффициент тока, задаваемого в эмиттеры; Т, — Т2 — разность температур коллекторных переходов транзисторов, образующих дифференциальную пару. Для определения дрейфа усилителей на униполярных транзисторах прежде всего учитывают температурные зависимости тока насыщения и напряжения отсечки, определяемые соотношениями

Очень перспективны дифференциальные каскады на униполярных транзисторах, во-первых, из-за меньшего температурного дргйфа и, во-вторых, из-за большого входного сопроти-114

ник сигналов низкоомный, то целесообразно использовать ИОУ на биполярных транзисторах, так как ИМС на униполярных транзисторах имеют большее 1/Вх.см (примерно 10 мВ и более) и больший дрейф этого напряжения (Д{У„х СМ/Л 7> 20 мкВ/°С).

В этой главе кратко рассматриваются основные характеристики диодных ключей и ключевых элементов на биполярных и униполярных транзисторах.

6.4.ЭЛЕ«ТРОННЫЕ КЛЮЧИ НА УНИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Укорочение импульсов применяется для формирования кратковременных импульсов из перепадов напряжения или тока, для уменьшения длительности импульсов при запуске и синхронизации релаксационных генераторов, триггеров и т. п. Для укорочения импульсов обычно применяются дифференцирующие цепи в виде емкостного или индуктивного контура. В схемах на униполярных транзисторах укорачивающие цепи подключаются к выходу усилителя." В устройствах на биполярных транзисторах отдают предпочтение схемам с укорачивающей цепью на входе усилителя. В качестве усилителя наиболее часто используются логические ИМС. Укорочение импульсов можно реализовать при помощи формирователя, действие которого основано на использовании собственной задержки распространения сигнала в цепи логических элементов.

Кольцевой вариант униполярного транзистора называется ал-катраном ( 7.14, б). Затвор и сток у него выполнены в виде концентрических колец, окружающих сток, который имеет форму диска. Алкатрон в отличие от текнетрона имеет четвертый электрод, носящий название престриктора. Назначение этого электрода состоит в улучшении условий теплоотвода и предварительном сужении канала, чем обеспечивается фокусировка потока носителей. Преимущество алкатрона состоит в том, что его входная и выход-

Под транзисторной цепью питания (ТЦП) понимают цепь, в которой в качестве нагрузочного элемента используется как БТ, так и различные виды униполярного транзистора, например МОП-транзистор.

Таким образом, построенной модели униполярного транзистора с управляющим р—п переходом соответствует эквивалентная схема, показанная на 3.20. Распределенные емкости ее С1 и С2 определяют по формулам (3.88) или (3.90), распределенное сопротивление RK — по формулам (3.89) или (3.91), а зависимый источник тока — по формулам (3.86) и (3.87).

2.14. Модель униполярного транзистора

Таким образом, основной элемент модели униполярного транзистора характеризуется удельной крутизной канала /спт и напряжением отсечки l/зи.отс или пороговым напряжением Umnop. Значения этих величин определяются электрофизическими параметрами, конфигурацией и геометрией транзисторной структуры. Удельная крутизна характеристики для МДП-структуры выражается соотношением

2.16. Упрощенная малосигнальная модель униполярного транзистора

2.17. Модель униполярного транзистора для расчета отклонений токов и напряжений от номинальных значений

6.22. Динамическая модель униполярного транзистора малого сигнала

Различают три области работы униполярного транзистора.

В эквивалентной схеме униполярного транзистора ( 1.14), работающего при большом сигнале, зависимость тока стока /с от напряжения на электродах определяется соотношениями (1.21) и (1.22). При этом изменение тока стока в пологой области можно учитывать, зашунтировав источник тока /с сопротивлением г/, среднее значение которого находят по наклону стоковой характеристики в пологой области. Из эквивалентной схемы исключено

униполярного транзистора.