Схемотехника аналоговых микросхем

12.2. Схема сдвига уровня

• Вместе с переменным напряжением сигнала на входы усилительных каскадов подается постоянное - напряжение смещения, определяющее положение рабочей точки. В отличие от усилителей на дискретных элементах, в интегральных схемах не применяют трансформаторную или емкостную связь между каскадами, поэтому при непосредственной связи на вход следующего каскада вместе с сигналом поступает усиленное постоянное напряжение.
• Возникает проблема накопления уровня постоянной составляющей. Схема сдвига уровня (рис. 12.2) предназначена для сдвига (уменьшения) этого уровня на заданную величину.
• Вольтамперная характеристика открытого кремниевого p-n-перехода круто поднимается при прямом напряжении U*= 0,6В, поэтому выходное напряжение схемы ниже входного на величину суммарного падения напряжения на переходе база-эмиттер, на всех диодах и на резисторе: U2=U1- (n-1)U*- I0R.
• Меняя число диодов п и величину тока можно изменять сдвиг уровня постоянной составляющей. Коэффициент передачи для переменной составляющей, как в любой схеме с общим коллектором, близок к единице.

12.3. Генераторы стабильного тока (ГСТ)

• Генератором тока называют элемент который вырабатывает ток не зависящий от сопротивления нагрузки.
• 1.Простейший генератор тока на транзисторе с ОЭ Ток нагрузки равен: Iн= Iэ=(E0 - U*бэ)/R0
• Выходное сопротивление такого источника равно выходному со противлению каскада с общим эмиттером. Недостаток такого источника - относительно низкое выходном сопротивлении и наличии эффекта модуляции h2lэпод действием Uк из-за изменения нагрузки.
• 2. Значительно лучше работает ГСТ на БТ с ОБ.
• 3. В аналоговых интегральных схемах широкое распространение получил стабилизатор тока под названием "токовое зеркало" или отражатель тока). Эта схема обеспечивают не только получение большого динамического сопротивления, но и слабую зависимость самого тока генератора от нестабильности напряжения источников питания и температурной нестабильности элементов схемы.
• Транзистор VТ1 работает в диодном включении, поэтому его Iэ1= I1 а, Uбэ1= Uбэ2=φтln(Iэ/I0).
• Следовательно, Iэ2=I1 или, пренебрегая током базы второго транзистора, I1=I2. Таким образом, получаем ток второй ветви, равный или при неидентичных транзисторах пропорциональный току первой ветви.
• В схеме на рис.12.3б I1R1+Uбэ1=I2R2+Uбэ2. Тогда I2/I1=R1/R2, т.е. I2 = I1R1/R2.
• Из (7.14) следует, что выходным током 1„ можно управлять, меняя тем или иным способом входной ток I1, в чем и проявляется достоинство отражателя ток Кроме того, в выражение (7.14) не входят ни напряжение на стабилитроне, ни коэффициент усиления тока. Это значит, что работа отражателя тока в первом приближении не зависит от изменения этих параметров и, прежде всего, от температуры.
• Чтобы обеспечить особо малые выходные токи (например, при работе ДУ в микросхеме), сопротивление R2 делают равным нулю. Для такого варианта In = (φ/R2)ln(Is/In) зависимость тока нагрузки In от тока управления Is значительно слабее, а управление " входным током менее эффективно