Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Операционные усилители

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

И коэффициент усиления по току биполярного транзистора обратно пропорциональны толщине базы в первой степени, степень зависимости напряжения отсечки и тока насыщения ПТ от разброса толщины канала намного больше.

Производственный разброс h достигает 100%. Соответствую-ш,ие значения напряжения отсечки бото лежат в диапазоне от


-2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 О Напряхение затвор-исток t-sK,2

Рис. 3.8. Статическая передаточная характеристика /сСЗи) полевого транзистора с р-п-переходом, аппроксимированная в соответствии с (3.57) параболической кривой. Характеристики, соответствующие различным температурам Г, пересекаются в одной (ептимальной) точке. сИ>ЗИ-отс. torc (25 "С) =-2 В, (/си)„ас125°с = 2 "А.

- 1 до -3 В, а тока насыщения стока /нас. с -от 1 до 3 мА при стандартном размере канала. Указанный разброс исключает использование транзисторов в дифференциальном каскаде без подбора, а сам по себе процесс согласования становится трудным. С точки зрения стоимости и качества единственно приемлемой компонентой является монолитный сдвоенный ПТ - либо В виде отдельного успройства, либо как часть интегрального ОУ. Погрешности согласования такой пары не превышают 3-30 мВ для напряжения отсечки t/отс и 0,3-3% для тока насыщения /нас. с, что соответствует относительному разбросу толщины канала h, равному 0,1-1%. Последующее рассмотрение относится только к такой монолитной паре.

Крутизна ПТ gm = dIcldU3 при рабочем токе стока /с равна

m = (2/Hac.c/-t/oTc)V/W- (3-60)

Нормализованная по току крутизна ут = т с,

у„ = (2/-[7„.,) 1 „„,.г. г. = 2/((/зи - Uo.c),



% = (-отс/2/нас.с) 1/4ас.с/С = 1/Гт- (З-бЗ)

В оптимальной рабочей точке

Мопт=(-27/т) {dO/dT)/2 (/Jon, » 330 мВ/(/с)опт. (З-бЗа)

(и)опт«1,б5 кОм при (/с)опт = 200 мкА.

Температурный коэффициент напряжения затвор - исток dUzwIdT при постоянном токе стока возникает вследствие уменьшения с температурой контактной разности потенциалов Ф, что ведет в соответствии с (3.58) к увеличению абсолютной величины напряжения отсечки ботс а также вследствие уменьшения с ростом температуры подвижности электронов \х.п, что приводит в соответствии с (3.59) к уменьшению тока насыщения /нас. с. Эти эффекты оказывают противоположное действие и могут уравновешивать друг друга при некотором оптимальном токе стока в рабочей точке. В соответствии с (3.57) и (3.58), а также принимая в расчет тот факт, что постоянная А не зависит от температуры, получаем

диш!дТ=дФ/дТ -Ь К/- X (d/dT) (-f/o,e 4c).

Оптимальный ток стока (/с)опт для состояния автокомпенсации (Э{/зи/<5Г=0 удовлетворяет условию [21]

дФ/дт+у (7, X (d/dT) (-f/oTc/yxi;:)=0. (3.64)

Подстановка его в приведенное выше уравнение дает имеющую более компактную форму основную зависимость температурно--

не остается постоянной, как у биполярного транзистора, а увеличивается при приближении к точке перекрытия канала. Однако в некоторой оптимальной рабочей точке, которая будет найдена позже, нормализованная крутизна ПТ принимает некоторое номинальное значение

(7ш)опт = 2/(-2Г/т) (dOldT) =« 1/330 мВ » 3 В-\ (3.62)

которое очень слабо различается у транзисторов одного конкретного технологического типа и практически одно и то же у всех ПТ. Это то свойство, которым ПТ с р-л-переходом напоминает биполярный транзистор. Однако остается большое различие в количественных значениях. Нормализованная крутизна ПТ в оптимальной рабочей точке меньше, чем крутизна биполярного транзистора, более чем на порядок. Позже мы увидим нежелательные следствия этого для стабильности входного напряжения операционных усилителей с ПТ-входом [20].

Обратная крутизне величина представляет собой дифференциальное сопротивление истока аи=зи Ic,



то коэффициента напряжения затвор - исток от тока стока

дUгlдT=-{дФдT) (К/с/(/с)опт-О- (3.65)

При малых токах стока, /с<(/с)опт, преобладает уменьшение контактной разности потенциалов с ростом температуры 4Ф1йТ<0, и результирующий температурный коэффициент dUsyi/dT отрицателен. При больших токах стока, /с>(/с)опт,

доминирующим является уменьшение подвижности электронов при увеличении температуры, и получающийся в результате температурный коэффициент dUsH /дТ имеет знак плюс (рис. 3.9).

Подчеркиваем, что до сих пор мы не делали никаких предположений относительно конкретного вида температурной зависимости подвижности \Хп, в неявном виде входящей в член

+ 2,5 1+2,0

1+0,5

0 1 2 35 Нормализованный ток стока (/с)

Рис 3 9 Зависимость от тока температурного коэффициента напряжения затвор - исток / - оптимальная рабочая точка с°°(сопт 2 -5Ф/5Г=-2,2 мВЛС. 3t/3j /5Г=2,2 мВ/°СХ

-6отс/У/нас. С Основное СО-отношение (3.65) справедливо iB общем. Согласно уравнению (3.64), на форму температурной зависимости (Т) влияет только величина оптимального тока

(/с) опт.

Уравнение (3.64), а следовательно, и оптимальный ток стока (/с)опт, вообще говоря, зависят от температуры. Другими словами, это означает, что за счет установки соответствующего тока стока можно добиться только дифференциальной (тангенциальной) компенсации при одной температуре, в то время как в других точках темиературного диапазона будет оставаться яескомпенсированный остаток.

Температурная зависимость контактной разности потенциалов йФ/йТ имеет ту же главную причину, что и температурный коэффициент напряжения база - эмиттер биполярного транзистора, а именно температурные изменения плотности основных носителей. При обычных значениях плотности примесей в полупроводнике [22]

dO/dr=-2,2 мВ/°С. (3.66)

Чтобы определить величину оптимального тока стока (/с)опт, удобно аппроксимировать температурную зависимость подвиж-



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



0.0092
Яндекс.Метрика