Î Ã Ë À Â Ë Å Í È Å

Ñòð.

Â Â Å Ä Å Í È Å .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  7

Ãëàâà 1. ÁÀÇÎÂУÅ ß×ÅÉÊÈ ÀÍÀËÎÃÎÂУÕ ÈÌÑ

1.1.    Ãåíåðàòîð ñòàáèëüíîãî òîêà   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  12

1.1.1. Ïðîñòåéøèé ãåíåðàòîð ñòàáèëüíîãî òîêà (ÃÑÒ) .  .  .  .  .  .  .  13

1.1.2. Òîêîâîå çåðêàëî Óèëñîíà   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  .  .  .  .  .  .   17

1.1.3. Àêòèâíуé òðàíñôîðìàòîð ïîñòîÿííîãî òîêà .  .  .  .  .  .  .  .  . 22

1.2.   Óñòðîéñòâî ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ  .  .  .  .  24

1.3.   Óñèëèòåëüíуé êàñêàä ñ âíóòðåííåé îòðèöàòåëüíîé

îáðàòíîé ñâÿçüþ   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   25

1.4.   Ýìèòòåðíуé ïîâòîðèòåëü  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   28

1.5.   Äâóõòàêòíыé óñèëèòåëü ìîùíîñòè .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   .  .  . 31

1.5.1. Êîíñòðóêöèÿ è ïðèíöèï äåéñòâèÿ  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  31

1.5.2. Îöåíêà òðåáóåìîãî çíà÷åíèÿ     .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 34

1.5.3. Ðàñ÷åò çàäàþùåãî óñòðîéñòâà âуõîäíîãî êàñêàäà  .  .  .  .  .  . 35

1.5.4. Ðàñ÷åò ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ïî òîêó  .  .  .  .  .  .   .  37

1.5.5. Ðàñ÷åò ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ïî íàïðÿæåíèþ  .  .  .  38

1.6.   Äèôôåðåíöèàëüíыé óñèëèòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà    .  .  .  .  .  40

Ãëàâà 2. ÏÐÎÑÒÅÉØÈÅ ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍУÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ÀÍÀËÎÃÎÂУÕ ÈÌÑ

2.1.   Óñèëèòåëü ñèíóñîèäàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ íèçêîé ÷àñòîòу          (ìèêðîñõåìà Ê123ÓÍ ) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  .  .  .    46

2.1.1.  Ðàñ÷åò ðåæèìà ïîêîÿ òðàíçèñòîðîâ òðåõêàñêàäíîãî       óñèëèòåëÿ .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 47

2.1.2. Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ è

âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ      .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 52

2.1.3. Ðàñ÷åò âуõîäíîãî óñòðîéñòâà    .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 56

2.2.   Îïåðàöèîííуé óñèëèòåëü  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 61

2.2.1. Îïðåäåëåíèå òîêà ÃÑÒ 1   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 62

2.2.2. Ðåæèìу ïîêîÿ äèôêàñêàäîâ   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 64

2.2.3. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïåðâîãî êàñêàäà  .  .   .  .  .  .  . 68

2.2.4. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âòîðîãî êàñêàäà .  .  .  .  .  .  .  .70

2.2.5. Ðåæèì ïîêîÿ è ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âуõîäíîãî

 êàñêàäà   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 74

Ïðèëîæåíèå . ÐÅÀËÈÇÀÖÈß ÐÀÑ×ÅÒΠÍÀ ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÅ       .84

Ë  È  Ò  Å  Р À  Ò  Ó  Р À  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  107

                           Â Â Å Ä Å Í È Å

     Ìèêðîñõåìîòåõíèêà - îäíà èç òðåõ ñîñòàâíуõ ÷àñòåé ìèêðîýëåêòðîíèêè è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó ïðèíöèïîâ, ìåòîäîâ è ñïîñîáîâ ïîñòðîåíèÿ ðàçëè÷íîãî ðîäà èíôîðìàöèîííî-ïðåîáðàçîâàòåëüíуõ óñòðîéñòâ è ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðу ( ÐÝÀ ) â öåëîì íà îñíîâå êîìïëåêñíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñïåöèôè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìèêðîîáúåìîâ ïîëóïðîâîäíèêîâ, äèýëåêòðèêîâ è ïðîâîäíèêîâ, à  òàêæå  ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ â ýòèõ îáúåìàõ è íà èõ ãðàíèöàõ.

     Ðîæäåíèå è âíåäðåíèå ìèêðîýëåêòðîíèêè  îçíà÷àëî  íå  òîëüêî âîïëîùåíèå ñòàðуõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé  ÐÝÀ  íà íîâîé ìèêðîýëåìåíòíîé îñíîâå, îáåñïå÷èâàþùåé öåëîñòíîñòü  âñåãî  òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà ñîçäàíèÿ ñàìуõ ñëîæíуõ ïðåîáðàçîâàòåëüíуõ óñòðîéñòâ, íî è îáóñëîâèëî ïîÿâëåíèå  òàêèõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé, êîòîðуå ïðèñóùè òîëüêî  ìèêðîýëåêòðîíèêå  è  âíå  åå íåìуñëèìу. Ïîñëåäíåå ñâÿçàíî îò÷àñòè  ñ òåì, ÷òî óæå ñàìà ìèêðîìèíèàòþðèçàöèÿ åñòåñòâåííî ñòàâèò ðÿä îãðàíè÷åíèé  íà  âîçìîæíîñòü  ïðÿìîãî èñïîëüçîâàíèÿ ìíîãèõ ýëåìåíòîâ, ñâîéñòâåííуõ äèñêðåòíîé ýëåêòðîíèêå  (êîíäåíñàòîðîâ,  êàòóøåê èíäóêòèâíîñòè, òðàíñôîðìàòîðîâ, ðåçèñòîðîâ). Ýòè îãðàíè÷åíèÿ êàñàþòñÿ, ïðåæäå âñåãî, çíà÷åíèé íîìèíàëîâ óêàçàííуõ  ýëåìåíòîâ, òî÷íîñòè âîñïðîèçâåäåíèÿ è ñòàáèëü-íîñòè èõ ïàðàìåòðîâ. Ïðèõîäèòñÿ  èñêàòü îáõîäíуå ïóòè è çàìåíÿòü îòíîñèòåëüíî ïðîñòуå, íî ãðîìîçäêèå  ïàññèâíуå ïðåîáðàçîâàòåëüíуå ýëåìåíòу èëè óñòðîéñòâà íà áîëåå ñëîæíуå â ñõåìîòåõíè÷åñêîì îòíîøåíèè àêòèâíуå ñèñòåìу, ðåàëèçóþùèå  òàêóþ æå ôóíêöèþ ïðåîáðàçîâàíèÿ. Ñ òåõíîëîãè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ  òàêàÿ çàìåíà ëåãêî îñóùåñòâèìà, ïîñêîëüêó  ìåòîäу  ìèêðîýëåêòðîíèêè  îòêðуâàþò ïðàêòè÷åñêè íåîãðàíè÷åííуå  âîçìîæíîñòè  îäíîâðåìåííîé  ðåàëèçàöèè  áîëüøîãî ÷èñëà òðàíçèñòîðíуõ  ( èëè äèîäíуõ )  ñòðóêòóð  â  ìàëîì  îáúåìå ïîëóïðîâîäíèêà, èìåþùèõ î÷åíü áëèçêèå äðóã ê äðóãó ýëåêòðè÷åñêèå è òåìïåðàòóðíуå  ïàðàìåòðу. Îñòàåòñÿ  ëèøü íàéòè ñîîòâåòñòâóþùåå ñõåìîòåõíè÷åñêîå ðåøåíèå. Êàê ïîêàçуâàåò  îïуò, ìèêðîýëåêòðîííуå óñòðîéñòâà òàêîãî òèïà íå òîëüêî íå óñòóïàþò, íî  ïðåâîñõîäÿò ïî êà÷åñòâó óñòðîéñòâà  íà  äèñêðåòíуõ  ýëåìåíòàõ. Ýòî  îáóñëîâëåíî áîëüøåé ñòåïåíüþ  íàäåæíîñòè ìèêðîñèñòåì è âîçìîæíîñòüþ ââåäåíèÿ â  íèõ  èçáуòî÷íîãî  êîëè÷åñòâà  àêòèâíуõ ýëåìåíòîâ äëÿ ïðèäàíèÿ ïåðåäàòî÷íуì ôóíêöèÿì  âèäà,  ñêîëü  óãîäíî áëèçêîãî ê òðåáóåìîìó. Íà ïàññèâíуõ äèñêðåòíуõ  ýëåìåíòàõ ýòîãî äîáèòüñÿ íåëüçÿ, â ñèëó íàïåðåä çàäàííîñòè è íåóïðàâëÿåìîñòè ñâîéñòâ ýòèõ ýëåìåíòîâ.

     Âòîðàÿ ïðè÷èíà ðîæäåíèÿ îñîáîé ìèêðîýëåêòðîííîé ñõåìîòåõíèêè  ñâÿçàíà ñ òåì, ÷òî â  îòëè÷èå îò ÐÝÀ íà äèñêðåòíуõ ýëåìåíòàõ, ãäå ðàáî÷èìè ïðîöåññàìè ÿâëÿþòñÿ  ÷èñòî  ýëåêòðè÷åñêèå  ïðîöåññу â ìèêðîýëåêòðîííуõ èçäåëèÿõ îïðåäåëÿþùèìè ïðîöåññàìè  ÿâëÿþòñÿ  ïðîöåññу  ýëåêòðîííуå, ñî âñåé èõ ñïåöèôèêîé è âçàèìîñâÿçÿìè. Áîëåå òîãî, â ðÿäå ìèêðîýëåêòðîííуõ èçäåëèé èñïîëüçóþòñÿ ïðîöåññу äàæå  íå  ÷èñòî  ýëåêòðîííуå, à ñìåæíуå ñ íèìè - òàêèå, íàïðèìåð, êàê ýëåêòðîííî-îïòè÷åñêèå, ôîòî-ýëåêòðîííуå, ìàãíèòî-ýëåêòðîííуå,  ýëåêòðî-àêóñòè÷åñêèå è ò.ï. Òàêèì îáðàçîì, ñàìè  öåïè â ìèêðîýëåêòðîíèêå ÿâëÿþòñÿ íå ñêîëüêî ýëåêòðè÷åñêèìè, ñêîëüêî ýëåêòðîííуìè. Ñóùåñòâåííуé îòïå÷àòîê íà ïðèíöèïу è ìåòîäу ìèêðîñõåìîòåõíèêè íàêëàäуâàåò òàêæå òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî  âñëåäñòâèå  áîëüøîé ïëîòíîñòè óïàêîâêè ìèêðîýëåìåíòîâ è çíà÷èòåëüíîé âçàèìîñâÿçè ìåæäó íèìè ñâîéñòâà ñèñòåìу íå òàê íåïîñðåäñòâåííî ñëàãàþòñÿ èç ñâîéñòâ îòäåëüíуõ ýëåìåíòîâ, êàê ýòî èìååò ìåñòî â ÐÝÀ íà äèñêðåòíуõ ýëåìåíòàõ.

     Êàê èçâåñòíî, ìàãèñòðàëüíуì íàïðàâëåíèåì ñîâðåìåííîé ìèêðîñõåìîòåõíèêè ÿâëÿåòñÿ íàïðàâëåíèå, îáåñïå÷èâàþùåå öèôðîâуå ìåòîäу  îáðàáîòêè  èíôîðìàöèè. Ïðåäïî÷òåíèå  öèôðîâуì  ìåòîäàì ïåðåä àíàëîãîâуìè îòäàåòñÿ ïîòîìó, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ñíèæàþòñÿ òðåáîâàíèÿ ê ñòàáèëüíîñòè ïàðàìåòðîâ îñíîâíуõ ýëåìåíòîâ è âìåñòå ñ  òåì îáåñïå÷èâàåòñÿ áîëåå âуñîêàÿ òî÷íîñòü  ïðåîáðàçîâàíèÿ.  Öèôðîâуå óñòðîéñòâà îáëàäàþò õàðàêòåðèñòèêàìè, êîòîðуå ïî ðÿäó  ïðèçíàêîâ ïðîñòî íåäîñòóïíу àíàëîãîâуì ñèñòåìàì.

     ×òî êàñàåòñÿ òî÷íîñòè, òî çàìåòíîå åå îãðàíè÷åíèå â  àíàëîãîâуõ ñèñòåìàõ ïðîèñòåêàåò èç ñàìîãî ñóùåñòâà àíàëîãîâîãî ñèãíàëà, âîïëîùàþùåãîñÿ â ôèçè÷åñêóþ âåëè÷èíó, èçìåíÿþùóþñÿ ïî íåïðåðуâíîìó çàêîíó. Àíàëîãîâуé ïðåîáðàçîâàòåëü ïîýòîìó äîëæåí  îáëàäàòü î÷åíü âуñîêîé ñòåïåíüþ ñòàáèëüíîñòè è âîñïðîèçâîäèìîñòè îïðåäåëÿþùèõ  åãî  ïàðàìåòðîâ, ñëàáîé  èõ  çàâèñèìîñòüþ îò âíåøíèõ óñëîâèé (òåìïåðàòóðу,  âëàæíîñòè,  äàâëåíèÿ,  âðåìåíè  ðàáîòу  è ò.ä.), ÷òîáу âуõîäíîé ñèãíàë áуë àäåêâàòåí òðåáóåìîé òðàíñôîðìàöèè âõîäíîãî ñèãíàëà. Íåñòàáèëüíîñòü çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ  ïðåîáðàçîâàòåëÿ âëå÷åò  èñêàæåíèå  ñèãíàëà, ïîâуøåíèå  óðîâíÿ  øóìîâ, äðåéô "íóëåâîãî" ñîñòîÿíèÿ è ò.ä.  ñèëó ýòîãî  íå  óäàåòñÿ,  ê ïðèìåðó, èçãîòîâèòü àêòèâíуé ôèëüòð âуñîêîãî ïîðÿäêà, ïðèåìëåìуì ïî òðåáîâàíèÿì ê äèíàìè÷åñêîìó äèàïàçîíó è èçáèðàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè.

     Öèôðîâуå ïðåîáðàçîâàòåëè îïåðèðóþò ñ ñèãíàëüíуìè âåëè÷èíàìè âñåãî  äâóõ  óðîâíåé ñ  äîñòàòî÷íî  áîëüøèì ïåðåïàäîì ìåæäó íèìè, òàê ÷òî ñëó÷àéíуå è ñèñòåìàòè÷åñêèå  èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ýëåìåíòîâ  ïðåîáðàçîâàòåëÿ  íå ìîãóò âуçâàòü  èñêàæåíèÿ èíôîð-ìàöèîííîãî ñîäåðæàíèÿ ñèãíàëà. Äîñòîâåðíîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ ñóùåñòâåííî ïîâуøàåòñÿ. Ðàñøèðÿþòñÿ è ôóíêöèîíàëüíуå âîçìîæíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Óïîìÿíóòуé âуøå àêòèâíуé ôèëüòð âуñîêîãî ïîðÿäêà íå  ïðåäñòàâëÿåò  òðóäà  èñïîëíèòü â öèôðîâîé  ñõåìîòåõíèêå ñ ïðàêòè÷åñêè ëþáуì äèíàìè÷åñêèì äèàïàçîíîì è ëþáîé íàïåðåä çàäàííîé èçáèðàòåëüíîñòüþ. Ïðàâäà, öèôðîâуå ðåàëèçàöèè íà 1-2 ïîðÿäêà ñëîæíåå àíàëîãîâуõ ïî ÷èñëó ýëåìåíòîâ  è  èìåþò  çàìåòíî ìåíüøåå áуñòðîäåéñòâèå ïðè îäèíàêîâîé ïî êà÷åñòâó ýëåìåíòíîé áàçå. Îäíàêî  óñëîæíåíèå è  óâåëè÷åíèå  ýëå-ìåíòíîãî  ñîñòàâà  ìèêðîñõåì íå ïðåäñòàâëÿåò ïðèíöèïèàëüíîé  ïðåãðàäу è íå  âëå÷åò ñóùåñòâåííîãî óâåëè÷åíèÿ ñòîèìîñòè èçäåëèé. ×òî  êàñàåòñÿ áуñòðîäåéñòâèÿ, òî è çäåñü ïîëó÷åíу âïîëíå îáíàäåæèâàþùèå ðåçóëüòàòу  íà áàçå èñïîëüçîâàíèÿ ðÿäà íîâуõ ÿâëåíèé è ñâîéñòâ  ïîëó-ïðîâîäíèêîâ, ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà è ðàçâèòèÿ ïðèíöèïîâ ìèêðîñõåìîòåõíèêè. Ïîýòîìó ñîâðå-ìåííàÿ ðàäèîýëåêòðîíèêà - ýòî èíòåãðàëüíàÿ ìèêðîýëåêòðî-íèêà, ãäå öèôðîâуì èíòåãðàëüíуì ñõåìàì ( ñëîæíуì öèôðî-âуì àâòîìàòàì ) ïðèíàäëåæèò âåäóùàÿ ðîëü.

     Èç ñêàçàííîãî íå  ñëåäóåò  îäíàêî, ÷òî  àíàëîãîâуå  ñèñòåìу âуòåñíÿþòñÿ èëè áóäóò âуòåñíåíу ïîëíîñòüþ. Ñèãíàë, êàêèì  áу íå áуëî åãî ôèçè÷åñêîå âîïëîùåíèå, - ýòî íîñèòåëü èíôîðìàöèè, êîòîðàÿ, â êîíå÷íîì ñ÷åòå, äîëæíà  áуòü âîñïðèíÿòà  îðãàíàìè  ÷óâñòâ ÷åëîâåêà. Íî ðåöåïòîðíуé àïïàðàò ÷åëîâåêà ðàáîòàåò êàê  àíàëîãîâуé ïðåîáðàçîâàòåëü. Êðîìå òîãî, âñå îêðóæàþùåå ÷åëîâåêà è â ñàìîì ÷åëîâåêå ïðîèñõîäÿùèå ìàêðîïðîöåññу - ñóòü èçìåíåíèÿ,  ïðîòåêàþùèå  ïî  íåïðåðуâíîìó  çàêîíó. Çíà÷èòü, íà÷àëüíуé  è êîíå÷íуé ýòàïу ïðåîáðàçîâàíèÿ ñèãíàëîâ ïðîñòî  íå ìîãóò íå áуòü  àíàëîãîâуìè. Ýòî òðåáóåò ðàçðàáîòêè è  ñîçäàíèÿ  ñîîòâåòñòâóþùèõ  àíàëîãîâî-öèôðîâуõ ( ÀÖÏ ) è öèôðî-àíàëîãîâуõ ( ÖÀÏ )  ïðåîáðàçîâàòåëåé â èíòåãðàëüíîì   èñïîëíåíèè. Ôóíêöèîíàëüíî  ïîëíуå  èíôîðìàöèîííуå ñèñòåìу îáÿçàòåëüíî òðåáóþò íàëè÷èÿ àíàëîãîâуõ  ñõåì  âуáîðêè-õðàíåíèÿ èíôîðìàöèè, àêòèâíуõ àíàëîãîâуõ ôèëüòðîâ è ò.ä. Íàêîíåö, âåñüìà øèðîê êðóã çàäà÷, â êîòîðуõ íà ïåðâîå  ìåñòî  âуäâèãàåòñÿ áуñòðîäåéñòâèå óñòðîéñòâà è ïðîñòîòà åãî  ðåàëèçàöèè, à íå âуñîêàÿ òî÷íîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ. Àíàëîãîâуå ìèêðîñõåìу â ýòîì ñëó÷àå íåçàìåíèìу.

     Âåëèêî  ìíîãîîáðàçèå èçäåëèé àíàëîãîâîé è îñîáåííî öèôðîâîé ìèêðîñõåìîòåõíèêè. Âåëèêà  ñëîæíîñòü  ýòèõ  èçäåëèé. Îäíàêî, êàê ïåðâàÿ, òàê è âòîðàÿ âåòâè ìèêðîñõåìîòåõíèêè îñíîâуâàþòñÿ  íà èñïîëüçîâàíèè  íåêîòîðîãî, äîâîëüíî  îãðàíè÷åííîãî, ÷èñëà  áàçîâуõ ÿ÷ååê. Òàêèìè  áàçîâуìè  ÿ÷åéêàìè  àíàëîãîâîé  ìèêðîñõåìîòåõíèêè, íàïðèìåð, ÿâëÿþòñÿ  ãåíåðàòîð   ñòàáèëüíîãî   òîêà ( ÃÑÒ ), äèôôåðåíöèàëüíуé  óñèëèòåëü, óñòðîéñòâî  ñäâèãà  óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî  íàïðÿæåíèÿ, âуõîäíîé  êàñêàä, ïîâòîðèòåëü òîêà, ïîâòîðèòåëü   íàïðÿæåíèÿ è ò.ä. Íàèáîëåå  óïîòðåáèòåëüíуìè  ÿâëÿþòñÿ   ïåðâуå  ÷åòуðå  íàçâàííуå áàçîâуå ÿ÷åéêè. Íà èõ îñíîâå ìîãóò áуòü ðåàëèçîâàíу  îïåðàöèîííуå óñèëèòåëè è àíàëîãîâуå óìíîæèòåëè, ÿâëÿþùèåñÿ  óíèâåðñàëüíуìè  óñòðîéñòâàìè  àíàëîãîâîé  èíòåãðàëüíîé ìèêðîñõåìîòåõíèêè. Íà îñíîâå óêàçàííуõ óñòðîéñòâ ìîæåò  áуòü ðåøåíà ïðàêòè÷åñêè ëþáàÿ ôóíêöèîíàëüíàÿ çàäà÷à  â ðàìêàõ àíàëîãîâуõ ïðåîáðàçîâàíèé.

     Òî÷íî òàêæå ìîæåò áуòü íàçâàíà è ñîâîêóïíîñòü íàèáîëåå óïîòðåáèòåëüíуõ áàçîâуõ ÿ÷ååê è óñòðîéñòâ öèôðîâîé ìèêðîñõåìîòåõíèêè, íà îñíîâå êîòîðîé ñèíòåçèðóþòñÿ  óñòðîéñòâà  ëþáîé  ôóíêöèîíàëüíîé ñëîæíîñòè.

    Ôóíäàìåíòàëüíуì áàçîâуì ýëåìåíòîì ëþáîé èíòåãðàëüíîé ìèêðîñõåìу ( ÈÌÑ ) ÿâëÿåòñÿ òðàíçèñòîðíàÿ ñòðóêòóðà.  çàâèñèìîñòè îò ñïîñîáà  ïîäêëþ÷åíèÿ  åå  ÷àñòåé  ýòà ñòðóêòóðà ðàáîòàåò èëè êàê åäèíîå öåëîå, ò.å. êàê àêòèâíуé òðàíçèñòîð, èëè êàê äèîä, åìêîñòü èëè ðåçèñòîð. Ïàðàìåòðу  ýòèõ " ïðîèçâîäíуõ " ýëåìåíòîâ  îïðåäåëÿþòñÿ  òåõíîëîãèåé  ñîçäàíèÿ  òðàíçèñòîðíîé  ñòðóêòóðу ( ñïîñîá ââåäåíèÿ  ïðèìåñåé, òåìïåðàòóðà è âðåìÿ ) è çàäàííуìè  ðàçìåðàìè ÷àñòåé ñòðóêòóðу . Òàêèì îáðàçîì, ïðè âуáðàííîé òåõíîëîãèè  ñîçäàíèÿ òðàíçèñòîðíуõ ñòðóêòóð, ïàðàìåòðу ñîçäàâàåìуõ  ïðîèçâîäíуõ ýëåìåíòîâ áóäóò äîñòàòî÷íî îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿòüñÿ ïëîùàäüþ  ñîîòâåòñòâóþùèõ ÷àñòåé ñòðóêòóðу.

       ñîîòâåòñòâèè  ñ ýòèì, ïðîåêòèðîâàíèå ÈÌÑ çàäàííîãî ôóíêöèîíàëüíîãî íàçíà÷åíèÿ  ðàñïàäàåòñÿ íà  äâà ýòàïà. Ïåðâуì ýòàïîì ÿâëÿåòñÿ ïðîåêòèðîâàíèå ýëåêòðè÷åñêîé  ñõåìу  è ðàñ÷åò îïòèìàëüíуõ çíà÷åíèé ýëåêòðè÷åñêèõ  ïàðàìåòðîâ  ýëåìåíòîâ  ñõåìу. Âòîðуì ýòàïîì ÿâëÿåòñÿ ïðîåêòèðîâàíèå è ðàñ÷åò òîïîëîãèè ýëåìåíòîâ ñõåìу ïðè êîòîðîé ðåàëèçóþòñÿ íàéäåííуå  íà  ïåðâîì ýòàïå  çíà÷åíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ è ñâîäèòñÿ äî ìèíèìóìà âëèÿíèå íà ïåðåäàòî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó ÈÌÑ ïàðàçèòíуõ âçàèìîäåéñòâèé å¸ ýëåìåíòîâ. Èñõîäíуìè äàííуìè äëÿ ýòèõ ðàñ÷åòîâ ÿâëÿþòñÿ çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ, îïðåäåëÿþùèõ  õàðàêòåðèñòèêè  àêòèâíуõ òðàíçèñòîðîâ ÈÌÑ. Ïðåäñòàâëåíèå î çíà÷åíèÿõ ýòèõ ïàðàìåòðîâ  ìîæíî ïîëó÷èòü, èçãîòîâèâ òðàíçèñòîð ïî èçáðàííîé òåõíîëîãèè è çàäàííîé òîïîëîãèè.

     Íàçíà÷åíèå äàííîãî ïîñîáèÿ  çàêëþ÷àåòñÿ  â  òîì, ÷òîáу äàòü äîñòàòî÷íî äåòàëüíîå îçíàêîìëåíèå ñ êðóãîì âîïðîñîâ ïåðâîãî ýòàïà ïðîåêòèðîâàíèÿ ÈÌÑ, ò.å. ñî ñõåìîòåõíèêîé áàçîâуõ ÿ÷ååê (ýëåìåíòîâ), èõ ñâîéñòâàìè, à òàêæå ñ îñíîâàìè ñèíòåçà áîëåå ñëîæíуõ ôóíêöèîíàëüíуõ óñòðîéñòâ. Óñâîåíèå ýòèõ  ôóíäàìåíòàëüíуõ  çíàíèé ïîçâîëèò, êàê íàì ïðåäñòàâëÿåòñÿ, áóäóùåìó èíæåíåðó óæå ñàìîñòîÿòåëüíî è òâîð÷åñêè ðàçîáðàòüñÿ êàê â ñõåìîòåõíèêå, òàê è â  çàêîíàõ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ëþáîãî ñëîæíîãî óñòðîéñòâà.

     Ïîñîáèå  ïëàíèðóåòñÿ â ÷åòуðåõ ÷àñòÿõ .  ïåðâîé ÷àñòè -"Áàçîâуå ÿ÷åéêè àíàëîãîâуõ  ìèêðîñõåì ",  äàíî îïèñàíèå óñòðîéñòâ, ïðèíöèïîâ ðàáîòу è îñíîâíуõ çàêîíîìåðíîñòåé  áàçîâуõ ÿ÷ååê àíàëîãîâîé ìèêðîñõåìîòåõíèêè, à  òàêæå  ïðèíöèïîâ  ñèíòåçà íåêîòîðуõ  ôóíêöèîíàëüíуõ  óñòðîéñòâ  íà èõ îñíîâå. Âòîðàÿ ÷àñòü áóäåò  ïîñâÿùåíà  áàçîâуì  ÿ÷åéêàì  öèôðîâîé ìèêðîñõåìîòåõíèêè è ïðèíöèïàì ñèíòåçà öèôðîâуõ àâòîìàòîâ.  òðåòüåé ÷àñòè ðàññìàòðèâàþòñÿ óñòðîéñòâà ïðåîáðàçîâàíèÿ àíàëîãîâуõ ñèãíàëîâ â  öèôðîâîé êîä è îáðàòíî.  ÷åòâåðòîé ÷àñòè ðàññìàòðèâàþòñÿ îñíîâîé ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñâåðõáîëüøèõ èíòåãðàëüíуõ ñõåì (ÑÁÈÑ) íà áàçå ìàòðè÷íуõ êðèñòàëëàõ.

    Ðóêîïèñü ðåöåíçèðîâàëè : êàôåäðà ÔÝ è ÌÝÏ ÒÃÒÓ èì. À.Ð. Áèðóíè - ïðîô. Ì.Ñ. Áàõàäуðõàíîâ, äîö. À.Õ.Õàìèäîâ ; îòäåë êîíòàêòíуõ ÿâëåíèé â ïîëóïðîâîäíèêàõ ÔÒÈ èì.    À.Ô. Èîôôå ÐÀÍ - ïðîô. Â.Ä.Ðóìÿíöåâ  è ïðîô. êàô. ÒÝÖ ÒÝÈÑ Â.Ê. Ñîêîëîâ .

    Àâòîðу âуðàæàþò ãëóáîêóþ áëàãîäàðíîñòü ðåöåíçåíòàì çà öåííуå çàìå÷àíèÿ.

    Êîëëåêòèâ àâòîðîâ áëàãîäàðèò îòâåòñòâåííîãî ðåäàêòîðà àêàäåìèêà Ò.Ä.Ðàäæàáîâà çà ïðîÿâëåííîå âíèìàíèå ê ðàáîòå.

 ÃËÀÂÀ 1.

 ÁÀÇÎÂУÅ ß×ÅÉÊÈ ÀÍÀËÎÃÎÂУÕ ÈÌÑ

1.1. Ãåíåðàòîð ñòàáèëüíîãî òîêà

    Ãåíåðàòîðу ñòàáèëüíîãî òîêà (ýòàëîíу òîêà)  èñïîëüçóþòñÿ  â ìèêðîñõåìàõ  ñàìîãî  ðàçëè÷íîãî  ôóíêöèîíàëüíîãî íàçíà÷åíèÿ, êàê àíàëîãîâуõ òàê è öèôðîâуõ, äëÿ  îáåñïå÷åíèÿ âуñîêîé ñòåïåíè ñòàáèëüíîñòè ïàðàìåòðîâ ýòèõ ìèêðîñõåì. Ñàìè ãåíåðàòîðу â ìèêðîñõåìîòåõíèêå ðåàëèçóþòñÿ, êàê ïðàâèëî, íà îñíîâå äðåéôîâуõ áèïîëÿðíуõ òðàíçèñòîðîâ ñòðóêòóðу n-ð-n. Ïîýòîìó  â äàííîì  ðàçäåëå  ìу áóäåì èñõîäèòü èç ìàòåìàòè÷åñêîé  ìîäåëè âõîäíîé  õàðàêòåðèñòèêè äðåéôîâîãî òðàíçèñòîðà [1] â âèäå

 (1.1)

Çíà÷åíèÿ  ïàðàìåòðîâ , ,  è  â êîíêðåòíуõ ðàñ÷åòàõ ïðèìåì ðàâíуìè [1-8]

к 31,56   ,

к 0,619   ,                           (1.2)

к 0,329   ,

к - 20,181 ,

ïðè óñëîâèè, ÷òî òîê èçìåðÿåòñÿ â ìèëëèàìïåðàõ.

   Ïðåíåáðåãàÿ ñîáñòâåííуì òîêîì êîëëåêòîðà ,ñâÿçü òîêà áàçу ñî çíà÷åíèåì òîêà ýìèòòåðà áóäåì ïîëàãàòü â âèäå

    .                        (1.3)

Çíà÷åíèå ïàðàìåòðà  (êîýôôèöèåíòà ïåðåíîñà òîêà áàçу â ñòàòè÷åñêîì ðåæèìå) ïðèìåì ðàâíуì

к 106.                                   (1.4)

     Óêàçàííуå  çíà÷åíèÿ  ïàðàìåòðîâ  ñîîòâåòñòâóþò  òðàíçèñòîðó ÊÒ-315Ã. Çíà÷åíèå ïàðàìåòðîâ ðåàëüíуõ òðàíçèñòîðîâ â ìèêðîñõåìàõ áëèçêè ê óêàçàííуì.

     Òàê êàê íàïðÿæåíèå èçìåðÿåòñÿ â âîëüòàõ, à ñèëà òîêà â ìèëëèàìïåðàõ, òî  âî âñåõ ðàñ÷åòàõ íà îñíîâå ñîîòíîøåíèÿ (1.1) ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðîâ ñëåäóåò âуðàæàòü â êèëîîìàõ.

 1.1.1. Ïðîñòåéøèé ãåíåðàòîð ñòàáèëüíîãî òîêà (ÃÑÒ)

     Ïðèíöèïèàëüíàÿ  ñõåìà  ïðîñòåéøåãî  ÃÑÒ   ïðåäñòàâëåíà   íà ðèñ.1.1. Íà ýòîé ñõåìå

Z- ýêâèâàëåíòíîå ñîïðîòèâëåíèå ýëåìåíòà  öåïè ( èëè ñèñòåìу ýëåìåíòîâ öåïè) ïèòàåìîé îò ÃÑÒ;

VT2 - òðàíçèñòîð, èñïîëíÿþùèé ôóíêöèþ  ïîâòîðèòåëÿ   òîêà, ïðîòåêàþùåãî  ïî  òðàíçèñòîðó VT1 (îïîðíîãî òîêà);

R-ðåçèñòîð, çàäàþùèé çíà÷åíèå îïîðíîãî  òîêà   è     îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ   ñìåùåíèÿ  áàçà-ýìèòòåð òðàíçèñòîðîâ  VT1  è VT2.

    Ñëàáàÿ çàâèñèìîñòü òîêà  (òîê êîëëåêòîðà òðàíçèñòîðà VÒ2) îò çíà÷åíèÿ Z âуòåêàåò èç òîãî, ÷òî íàïðÿæåíèå áàçà-ýìèòòåð óïðàâëÿþùåãî òðàíçèñ-     Ðèñ.1.1. Ïðîñòåéøèé ÃÑÒ.

òîðà VÒ2 çàäàåòñÿ îïîðíуì òîêîì è ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííî.

      ñîîòâåòñòâèè ñî ñìуñëîì ïîíÿòèÿ ÃÑÒ îïðåäåëèì òå óñëîâèÿ, ïðè êîòîðуõ çíà÷åíèå òîêà  íå  áóäåò  çàâèñåòü îò çíà÷åíèé  è Z â íåêîòîðîì èíòåðâàëå èçìåíåíèÿ  ýòèõ âåëè÷èí. Òàê  êàê òîê ðàâåí òîêó  êîëëåêòîðà  òðàíçèñòîðà  VT2, òî ýòî ýêâèâàëåíòíî îïðåäåëåíèþ óñëîâèé, ïðè êîòîðуõ   íå çàâèñèò îò çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ êîëëåêòîð-áàçà     ýòîãî   òðàíçèñòîðà,  åñëè   òîëüêî ýòî íàïðÿæåíèå  íå ìåíüøå  íóëÿ  (ñîõðàíÿåòñÿ àêòèâíуé  ðåæèì òðàíçèñòîðà VT2). Îáðàòèìñÿ  ê âуðàæåíèþ (1.1) è  çàïèøåì   åãî  äëÿ òðàíçèñòîðà VT2

.

Íåòðóäíî âèäåòü, ÷òî åñëè íàïðÿæåíèå áàçà-ýìèòòåð     ïîäîáðàòü ðàâíуì

 ,                                      (1.5)

òî òîê   îò  çíà÷åíèÿ     âîîáùå çàâèñåòü íå áóäåò.  Òàê  êàê к  , òî äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàâåíñòâà (1.5) äîñòàòî÷íî ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì ïîäîáðàòü çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà R â öåïè òðàíçèñòîðà VT1 â äèîäíîì âêëþ÷åíèè.

     Îöåíèì çíà÷åíèå  è ñîîòâåòñòâóþùèå åìó çíà÷åíèÿ к  ïðè çàäàííуõ (1.2) çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ

Íà îñíîâàíèè (1.1), ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå , ÷òî к 0, ïîëó÷èì              

Îöåíèì çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà R,ïðè êîòîðîì òîê ýìèòòåðà VT1 áóäåò ðàâåí óêàçàííîìó çíà÷åíèþ.

    Òîê         

Íà îñíîâàíèè óðàâíåíèÿ Êèðõãîôà

.

Îòñþäà

    [ êÎì ] .

Ïîëàãàÿ  ïîëó÷èì

[ êÎì ] .

     Åñëè âîçìîæíî ìåòîäàìè ìèêðîýëåêòðîíèêè ðåàëèçîâàòü ðåçèñòîð ñ òàêèì ñîïðîòèâëåíèåì, òî ìу ïîëó÷èì èäåàëüíуé ÃÑÒ ñ òîêîì

     Êàê âèäèì, åñëè ïàðàìåòðу áàçîâуõ òðàíçèñòîðîâ ìèêðîñõåìу ñîîòâåòñòâóþò (1.2), òî  òîê èäåàëüíîãî ÃÑÒ äîâîëüíî ìàë è ìîæåò íå óäîâëåòâîðèòü ðåàëüíуå ïîòðåáíîñòè, à îïîðíîå ñîïðîòèâëåíèå R âåëèêî è åãî ðåàëèçàöèÿ ìîæåò áуòü çàòðóäíèòåëüíîé.  Îäíàêî, åñòü äâà îáñòîÿòåëüñòâà, êîòîðуå  â çíà÷èòåëüíîé  ìåðå îáëåã÷àþò ðåøåíèå óêàçàííîé ïðîáëåìу.

     Ïåðâîå îáñòîÿòåëüñòâî çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî çíà÷åíèå îòíîøåíèÿ  î÷åíü ñëàáî çàâèñèò îò òåõíîëîãèè ïðîèçâîä-ñòâà è  òîïîëîãèè ñòðóêòóðíуõ ýëåìåíòîâ òðàíçèñòîðà, â òî âðåìÿ êàê  ñàìè çíà÷åíèÿ ýòèõ ïàðàìåòðîâ, êàê è âñåõ äðóãèõ  ïàðàìåòðîâ, ñóùåñòâåííî ïðè ýòîì èçìåíÿþòñÿ.

 Òàê íàïðèìåð, äëÿ òðàíçèñòîðà òèïà ÊÒ-803À,                  к 31,3 , к 0,334 , к 0,186 ,

к 1,52  ìÀ . Ñëåäîâàòåëüíî, íàïðÿæåíèå  áàçà- ýìèòòåð  , ñîîòâåòñòâóþùåå óñëîâèþ áåñêîíå÷íî   áîëü-øîãî çíà÷åíèÿ âуõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ òàêîãî òðàíçèñòîðà,

èçìåíèòñÿ  ìàëî, ïî  ñðàâíåíèþ ñ ïðåäуäóùèì ñëó÷àåì, â òî âðåìÿ, êàê òîê ýìèòòåðîâ

áóäåò â 170 ðàç áîëüøå.

     Òàêèì îáðàçîì, ïðè  ëþáîé  âуáðàííîé òåõíîëîãè÷åñêîé ñõåìå ïðîèçâîäñòâà ÈÌÑ, âñåãäà ìîæíî òàê  ðàññ÷èòàòü òîïîëîãèþ ñòðóêòóðíуõ ýëåìåíòîâ òðàíçèñòîðîâ VÒ1 è VÒ2, ÷òîáу  âуïîëíÿëîñü óñëîâèå " èäåàëüíîñòè "    è òîê ÃÑÒ áуë  ðàâåí íàïåðåä çàäàííîìó çíà÷åíèþ.

    Âòîðîå îáñòîÿòåëüñòâî  çàêëþ÷àåòñÿ  â  òîì, ÷òî  åñëè äàæå çíà÷åíèå  ïðåâîñõîäèò " èäåàëüíîå " çíà÷åíèå  äëÿ äàííîãî òðàíçèñòîðà è äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ÃÑÒ íå áåñêîíå÷íî âåëèêî, òî îíî âñåãäà ìîæåò áуòü ñäåëàíî ñóùåñòâåííî áîëüøèì ÷åì ðåàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ïèòàåìîé öåïè Z è "íåèäåàëüíîñòü" ÃÑÒ ïðàêòè÷åñêè ñêàçуâàòüñÿ íå áóäåò.

     Îïðåäåëèì  çíà÷åíèå äèôôåðåíöèàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ÃÑÒ â ïðîèçâîëüíî çàäàííîì ðåæèìå. Îáðàòèìñÿ ê âуðàæåíèþ (1.1) è çàïèøåì åãî äëÿ òðàíçèñòîðà VT2 ×àñòíàÿ ïðîèçâîäíàÿ     ðàâíà

Òàê êàê      è  к , òî  

               (1.6)

     Ïîëîãàÿ ïàðàìåòðу òðàíçèñòîðîâ ñîîòâåòñòâóþùèìè (1.2), (1.4) è çàäàâøèñü òîêîì  к 0.33 ìÀ  (â äåñÿòü ðàç áîëüøèì, ÷åì " èäåàëüíîå " çíà÷åíèå ), ïîëó÷èì

Íà îñíîâàíèè (1.6), äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ÃÑÒ áóäåò ïðè ýòîì ðàâíî

êÎì.

Îòêëîíåíèåì îò èäåàëüíîñòè ìîæíî áóäåò ïðåíåáðå÷ü, åñëè  ýêâèâàëåíòíîå  ñîïðîòèâëåíèå  ýëåìåíòà  Z  íå  áóäåò  ïðåâуøàòü   0.1 к 7 êÎì.

     Îñíîâíуì íåäîñòàòêîì ðàññìàòðèâàåìîãî ïðîñòåéøåãî ÃÑÒ ÿâëÿåòñÿ íåêîòîðàÿ çàâèñèìîñòü òîêà ÃÑÒ îò òåìïåðàòóðу.

     Äåéñòâèòåëüíî, íåòðóäíî  óñìîòðåòü, ÷òî  ðàçíîñòü  îïîðíîãî òîêà   è òîêà ÃÑÒ   óäîâëåòâîðÿþò ñîîòíîøåíèþ

.                       (1.7)

     Êàê â èäåàëüíîì, òàê è â ðåàëüíîì  ñëó÷àå, âñëåäñòâèå  ðàâåíñòâà к,ðàçíîñòü  îò  òåìïåðàòóðу çàâèñåòü íå áóäåò. Íî òîê áàçу  òåìïåðàòóðíî çàâèñèì.

      ïðåäøåñòâóþùèõ ðàññóæäåíèÿõ, îïðåäåëÿÿ òîê êîëëåêòîðà  ìу ó÷èòуâàåì òîëüêî òó êîìïîíåíòó ýòîãî òîêà, êîòîðàÿ  îáóñëîâëåíà èíæåêöèåé èç ýìèòòåðà è ïðåíåáðåãàëè ñîáñòâåííуì òîêîì êîëëåêòîðíîãî ïåðåõîäà    , êîòîðуé, ïðè íå î÷åíü  áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ îáðàòíîãî  íàïðÿæåíèÿ  íà  ïåðåõîäå, äåéñòâèòåëüíî  ìàë   ïî ñðàâíåíèþ ñ ïåðâîé  êîìïîíåíòîé. Îäíàêî, òàêîå ïðåíåáðåæåíèå  â ñëó÷àå òîêà áàçу óæå ìåíåå äîïóñòèìî.

     Òîê áàçу, êàê èçâåñòíî, ðàâåí

Òàê êàê êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è òîêà áàçу  çíà÷èòåëåí, òî ïðåíåáðåãàòü âåëè÷èíîé  ïî ñðàâíåíèþ ñ  , äàæå åñëè  <<    , íå ñëåäóåò.

    Ñîáñòâåííуé òîê êîëëåêòîðíîãî ïåðåõîäà çàâèñèò îò òåìïåðàòóðу êàê âñëåäñòâèå çàâèñèìîñòè  îò òåìïåðàòóðу êîíòàêòíîé  ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ íà ïåðåõîäå, òàê è âñëåäñòâèå  çàâèñèìîñòè  îò òåìïåðàòóðу ñêîðîñòè òåïëîâîãî äâèæåíèÿ ñâîáîäíуõ íîñèòåëåé  çàðÿäà. Ýòèì è îáóñëîâëåíà òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü òîêà áàçу.

1.1.2. Òîêîâîå çåðêàëî Óèëñîíà

     Çíà÷èòåëüíî ëó÷øèìè ïîêàçàòåëÿìè ñòàáèëüíîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàññìîòðåííîé ñõåìîé ÃÑÒ, îáëàäàåò òðåõ-òðàíçèñòîðíàÿ ñõåìà, ïðèâåäåííàÿ íà ðèñ. 1.2.  òåõíè÷åñêîé ëèòåðàòóðå ýòà ñõåìà ïîëó÷èëà íàèìåíîâàíèå òîêîâîãî çåðêàëà Óèëñîíà [9,10].

     Ïðåæäå âñåãî íàïèøåì ñîîòíîøåíèÿ,  ñâÿçуâàþùèå çíà÷åíèÿ òîêîâ, ïðîòåêàþùèõ â  ýëåìåíòàõ  ñõåìу.

Î÷åâèäíî

  (1.8)

Ðèñ.1.2. Òîêîâîå çåðêàëî Óèëñîíà.

Îòñþäà,

  ,                              ( 1.9 )

 ,                              (1.10)

                   (1.11)

Íàïðÿæåíèå áàçà-ýìèòòåð  òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT3  îäèíàêîâу (к). Íàïðÿæåíèå  к 0.  Íî  íàïðÿæåíèå  к  è, ñëåäîâàòåëüíî, îíî  ïîðÿäêà 0.6 B.  Òàêîå íàïðÿæåíèå íå ñïîñîáíî  ñóùåñòâåííî ïîâëèÿòü íà çíà÷åíèå òîêà . Çíà÷èò ðàçíîñòü  áëèçêà ê íóëþ. Òàê æå áëèçêà ê íóëþ ðàçíîñòü  , òî åñòü äåéñòâèòåëüíî, â ýòîé ñõåìå îñóùåñòâëÿåòñÿ äóáëèðîâàíèå â öåïè  Z  òîêà,  ïðîòåêàþùåãî â ðåçèñòîðå R.

     Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðу òàê æå  ïðàêòè÷åñêè íå ñêàçуâà-åòñÿ íà ñîîòíîøåíèè ìåæäó òîêàìè  è .  Ïîñêîëüêó к, òî èçìåíåíèå òåìïåðàòóðу íå ìîæåò èçìå-íèòü çíà÷åíèÿ , åñëè çíà÷åíèå  ñîõðàíÿåòñÿ íåèçìåí-íуì.  Ïðàâäà, îò òåìïåðàòóðу  ñóùåñòâåííî çàâèñÿò òîêè  áàç.  Íî â (1.11) âõîäèò ðàçíîñòü   òîêîâ  áàç, òàê ÷òî ïðè èäåíòè÷íîñòè òðàíçèñòîðîâ  òåìïåðàòóðíуé êîýôôèöèåíò   ýòîé ðàçíîñòè áóäåò ïðåäñòàâëÿòü âåëè÷èíó âòîðîãî     ïîðÿäêà ìàëîñòè.

     Âуñîêîå çíà÷åíèå äèôôåðåíöèàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ÃÑÒ  Óèëñîíà îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî óïðàâëÿþùèé òðàíçèñòîð VÒ2 ñàì  óïðàâëÿåòñÿ òîêîì ýìèòòåðà, çàäàâàåìуì òðàíçèñòîðîì VÒ3, à íå  íàïðÿæåíèåì íà ýìèòòåðíîì ïåðåõîäå êàê â ñëó÷àå ðèñ.1.1.  Åñòåñòâåííî ïîýòîìó, ÷òî òîê ýòîãî òðàíçèñòîðà íå ìîæåò èçìåíèòüñÿ ïðè èçìåíåíèè çíà÷åíèÿ Z. Ñîîòâåòñòâóþùèì  îáðàçîì  èçìåíÿòñÿ  ïðè  ýòîì ëèøü çíà÷åíèå . Òàê, íàïðèìåð, óìåíüøåíèå Z  âëå÷åò âîçðàñòàíèå íàïðÿæåíèÿ êîëëåêòîð-áàçà, ÷òî â òðàíçèñòîðå ñ çàäàííуì çíà÷åíèåì íàïðÿæåíèÿ áàçà-ýìèòòåð íåìèíóåìî ïðèâåäåò ê âîçðàñòàíèþ òîêà ýìèòòåðà è òîêà êîëëåêòîðà.  òðàíçèñòîðå æå ñ çàäàííуì òîêîì ýìèòòåðà óâåëè÷åíèå  íàïðÿæåíèÿ  êîëëåêòîð-áàçà ïðèâåäåò ê ñîîòâåòñòâóþùåìó  óìåíüøåíèþ  íàïðÿæåíèÿ  áàçà-ýìèòòåð, à òîêè îñòàíóòñÿ ïðåæíèìè.

     Äîñòîèíñòâîì ñõåì íà òðàíçèñòîðàõ, óïðàâëÿåìуõ òîêîì ýìèòòåðà, ÿâëÿåòñÿ èõ èñêëþ÷èòåëüíî âуñîêàÿ ñòàáèëüíîñòü äàæå íà  î÷åíü áîëüøèõ òîêàõ. ÃÑÒ Óèëñîíà îáëàäàåò ïðàêòè÷åñêè áåñêîíå÷íуì äèôôåðåíöèàëüíуì ñîïðîòèâ-ëåíèåì ïðè ëþáуõ äîïóñòèìуõ çíà÷åíèÿõ òîêà, òîãäà êàê ÃÑÒ ïîäîáíуé ðèñ.1.1. òàêèìè  ñâîéñòâàìè îáëàäàåò ëèøü ïðè êðàéíå íèçêèõ çíà÷åíèÿõ òîêà.

     Êîëè÷åñòâåííуé  ðàñ÷åò  ñõåìу Óèëñîíà ïðîèçâåäåì èñõîäÿ èç  çàðàíåå  çàäàííîãî  çíà÷åíèÿ  òîêà    çàäàþùåãî òðàíçèñòîðà è çíà÷åíèé íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ   è . Äîïóñòèì, ÷òî к1.5 ìÀ, к к12  ,

     Ñðàçó æå îòìåòèì, ÷òî âуáîð çíà÷åíèé íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ è òîêà  äîëæåí áуòü  ñîãëàñîâàí ñî  çíà÷åíèåì ñîïðîòèâëåíèÿ Z (íàãðóçêè ÃÑÒ). Òðàíçèñòîðó  VT2  äîëæåí áуòü  ãàðàíòèðîâàí àêòèâíуé ðåæèì ðàáîòу, ò.å. ïîòåíöèàë  êîëëåêòîðà ýòîãî òðàíçèñòîðà äîëæåí áуòü íå íèæå ïîòåí-öèàëà åãî áàçу.  Òàê êàê ïîòåíöèàë áàçу VT2, ñîãëàñíî ñõåìå âêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðîâ, ðàâåí ïðèìåðíî óäâîåííîìó  çíà÷å-íèþ  ïðè  çàäàííîì çíà÷åíèè  , òî çíà÷åíèÿ  , Z è  äîëæíу óäîâëåòâîðÿòü íåðàâåíñòâó

                      (1.12)

     ×åì áîëüøå ñîïðîòèâëåíèå  íàãðóçêè Z, òåì áîëüøèì ñëå-äóåò âуáðàòü çíà÷åíèå  èëè òåì ìåíüøèì çíà÷åíèå  .

  Îïðåäåëèì çíà÷åíèå  ïðè çàäàííîì òîêå к1.5 ìA. Íà îñíîâàíèè (1.1), ó÷èòуâàÿ ÷òî к0,ïîëó÷èì

Îòñþäà, åñëè ïàðàìåòðу òðàíçèñòîðîâ ñîîòâåòñòâóþò (1.2),

к0.6523 B.

     Ñîãëàñíî (1.12), ðàçðàáàòуâàåìуé ÃÑÒ áóäåò ïðèãîäåí äëÿ ïèòàíèÿ íàãðóçêè ñ ñîïðîòèâëåíèåì íå áîëåå 7 êÎì.

     Îïðåäåëèì çíà÷åíèå  .

     Ñîãëàñíî (1.8), .  Òàê êàê <<   è  ,  òî ìу äîïóñòèì ïðåíåáðåæèìî ìàëóþ îøèáêó, åñëè áóäåì ñ÷èòàòü    . Îòñþäà,

к 1.514 ìA.

Ñ äðóãîé ñòîðîíу, ñîãëàñíî (1.1),

 (1.13)

ïðè÷åì

,      (1.14)

åñëè ó÷åñòü (1.10).

Íà îñíîâàíèè (1.13) è (1.14) ïîëó÷èì

                   (1.15)

ãäå 

Ïîëàãàÿ   Z к 5 êÎì è ðåøàÿ óðàâíåíèå (1.15), íàéäåì

к 0.6454 B.

   Òåïåðü íàì èçâåñòíу çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèé è  òðàíçèñòîðà VT1   ( к, к). Îïðåäåëèì  òîê   ýìèòòåðà  òðàíçèñòîðà VT1

к   (1.16)

к1.574 ìA.

 Îïðåäåëèì òîêè áàç òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT2

Îïðåäåëèì çíà÷åíèÿ îïîðíîãî òîêà  è òîêà ÃÑÒ    .

к 1.573 ìA.

к 1.501 ìA.

Îïðåäåëèì òðåáóåìîå çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà R

к 6.804 êÎì.

     Êàê âèäèì, ðàçíîñòü òîêîâ áàç к 5.6 ìA íè÷òîæíî ìàëà ïî ñðàâíåíèþ ñî çíà÷åíèÿìè  èëè  , òàê ÷òî ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 0.04 % âñåãäà ìîæíî ñ÷èòàòü   к  è  к .

     Óáåäèìñÿ òåïåðü â òîì, ÷òî èçìåíåíèå Z ïðàêòè÷åñêè íå ñêàçуâàåòñÿ íà ñîîòíîøåíèè òîêîâ  è . Âîçüìåì      Zк3 êÎì. Òîãäà â (1.15) èçìåíèòñÿ çíà÷åíèå âåëè÷èíу A. Ïðè Zк5 êÎì, Aк3.8477 B. Ïðè Zк3 êÎì, Aк6.8477 B. Ðåøàÿ (1.15),íàéäåì к0.6394 B. Åñëè ýòî çíà÷åíèå ïîäñòàâèòü â (1.16), òî îïÿòü (ñ òî÷íîñòüþ äî òðåòüåãî çíàêà ïîñëå çàïÿòîé) ïîëó÷èì  к1.574 ìA.

     Äèôôåðåíöèàëüíîå  ñîïðîòèâëåíèå  ðàññìàòðèâàåìîãî ÃÑÒ ïðàêòè÷åñêè ðàâíî áåñêîíå÷íîñòè, õîòÿ "çåðêàëî" ÿâëÿ-åòñÿ íåñêîëüêî “êðèâуì” (к1.574 ìA, к1.501 ìA).

1.1.3. Àêòèâíуé òðàíñôîðìàòîð ïîñòîÿííîãî òîêà

Ðèñ.1.3. Àêòèâíуé

òðàíñôîðìàòîð

ïîñòîÿííîãî òîêà.

     Åñëè â ýìèòòåðíуå öåïè òðàíçèñòîðîâ VT1  è  VT2 (ðèñ.1.1) èëè òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT3 (ðèñ. 1.2) ââåñòè ðåçèñòîðу   è  (èëè   è  , ñîîòâåòñòâåííî), òî ïîëó÷èòñÿ ÃÑÒ, â êîòîðîì òîê   áóäåò â çàäàííîå ÷èñëî n ðàç îòëè÷àòüñÿ îò çíà÷åíèÿ îïîðíîãî   òîêà . Ïðè ýòîì ÷èñëî n áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ îòíîøåíèåì  è  (è  ). Äåéñòâèòåëüíî, îáðàòèâøèñü , íàïðèìåð, ê ñõåìå äàííîé íà ðèñ. 1.3, è ó÷èòуâàÿ,     ÷òî к  , ìîæíî íàïèñàòü

óðàâíåíèå

.            (1.17)

Òî÷íî òàêîå æå óðàâíåíèå, íî â îòíîøåíèè âåëè÷èí  , , ,   ,  è    ìîæíî íàïèñàòü â ñëó÷àå òðàíñôîðìàòîðà òîêà, ïîñòðîåííîãî íà îñíîâå ñõåìу ðèñ.1.2.

     Èç (1.7) ñëåäóåò

 .                (1.18)

   Êàê âèäèì, òðàíñôîðìàòîð òîêà ìîæåò áуòü è ïîâуøàþùèì (), è ïîíèæàþùèì ().

    ïåðâîì ñëó÷àå ìу èìååì âуñîêîñòàáèëüíуé óñèëèòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà, à âî âòîðîì ñëó÷àå ïîëó÷àåì âîçìîæíîñòü ðåàëèçàöèè âуñîêîîìíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñèãíàëó, èñïîëüçóÿ ëåãêî îñóùåñòâèìуå ìåòîäàìè ìèêðîýëåêòðîíèêè ðåçèñòîðу ñ íîìèíàëàìè â íåñêîëüêî åäèíèö êèëîîì.

     Óáåäèìñÿ â ñïðàâåäëèâîñòè ïîñëåäíåãî íà êîíêðåòíîì ïðèìåðå. Äîïóñòèì íàì òðåáóåòñÿ ñîçäàòü èäåàëüíуé ÃÑÒ íà îñíîâå òðàíçèñòîðîâ ñ ïàðàìåòðàìè (1.2). Êàê  áуëî  ïîêàçàíî, ñõåìà ðèñ.1.1. ïðåäñòàâëÿåò òàêîé ÃÑÒ, åñëè ðåçèñòîð îïîðíîé öåïè R èìååò  ñîïðîòèâëåíèå 163,43 êÎì. Èçãîòîâèòü ðåçèñòîð òàêîãî íîìèíàëà çàòðóäíèòåëüíî. Îáðàòèìñÿ ê ñõåìå ðèñ.1.3.

  Ïî óñëîâèþ èäåàëüíîñòè, к0.5315 Â, . Çàäàäèìñÿ çíà÷åíèåì òîêà  ðàâíуì, íàïðèìåð, 0.6 ìÀ. Òîãäà íà îñíîâàíèè (1.1) ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî , ïîëó÷èì

Íà îñíîâàíèè (1.18),

.

     Êàê âèäèì, ïðè âуáðàííîì çíà÷åíèè , çíà÷åíèå  íåîáõîäèìî âуáðàòü òàêèì, ÷òîáу âåëè÷èíà  áуëà  áу  ïî âîçìîæíîñòè ìàëîé è, âî âñÿêîì ñëó÷àå, ìåíüøåé ÷åì .

     Ïîëàãàÿ к5 êÎì, ïîëó÷èì

 èëè   Îì.

     Òîê ÃÑÒ

     Îïîðíуé òîê

     Ñîïðîòèâëåíèå îïîðíîãî ðåçèñòîðà R

êÎì.

    Ïðè òåõ  æå ôóíêöèîíàëüíуõ âîçìîæíîñòÿõ ÷òî è â ñëó÷àå 1.1., ñõåìà íå ñîäåðæèò ðåçèñòîðîâ ñ íîìèíàëàìè, ïðåâуøàþùèìè 10 êÎì.

1.2. Óñòðîéñòâî ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ

Ðèñ.1.4. Óñòðîéñòâî

ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿí-íîãî íàïðÿæåíèÿ.

      ìíîãîêàñêàäíуõ óñèëèòåëÿõ ïðèõîäèòñÿ ñòàëêèâàòüñÿ ñ íàëè÷èåì ïåðåïàäà ïîòåíöèàëà ìåæäó âуõîäîì ïðåäøåñòâóþùåãî è âõîäîì ïîñëåäóþùåãî êàñêàäîâ.  äèñêðåòíîé ñõåìîòåõíèêå ýòà  ïðîáëåìà ðåøàåòñÿ ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ ðàçäåëèòåëüíуõ êîíäåíñàòîðîâ, êîòîðуå è áåðóò íà ñåáÿ óêàçàííóþ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ, íå ïðåïÿòñòâóÿ, âìåñòå ñ òåì, ïðîõîæäåíèþ ïåðåìåííîé ñîñòàâ-ëÿþùåé òîêà ñèãíàëà.  èíòåãðàëüíîé ñõåìîòåõíèêå ýòîò ïóòü íå âñåãäà âîçìîæåí. Îí áåçóñëîâíî íåâîçìîæåí â ñëó÷àå óñèëèòåëåé ïîñòîÿííîãî òîêà, íåâîçìîæåí îí è â ñëó÷àå  øèðîêîïîëîñíуõ óñèëèòåëåé, òàê êàê ìåòîäàìè ìèêðîýëåêòðîíèêè íåëüçÿ èçãîòîâèòü êîíäåíñàòîðу òðåáóåìуõ äëÿ ýòîãî äîâîëüíî áîëüøèõ åìêîñòåé.

    Ñîãëàñîâàíèÿ  êàñêàäîâ ïî óðîâíþ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ â èíòåãðàëüíîé ñõåìîòåõíèêå äîñòèãàþò îäíèì èç  äâóõ  ïðèåìîâ:  ëèáî  ïîñðåäñòâîì ÷åðåäîâàíèÿ n-ð-n è ð-n-ð ñòðóêòóð, ëèáî ïîñðåäñòâîì ñïåöèàëüíуõ óñòðîéñòâ ñäâèãà óðîâíÿ. Ïîñêîëüêó èäåÿ ïåðâîãî ñïîñîáà äîñòàòî÷íî ÿñíà, îñòàíîâèìñÿ òîëüêî íà ðàññìîòðåíèè óñòðîéñòâ ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ. Îäíèì èç íàèáîëåå óïîòðåáèòåëüíуõ ÿâëÿåòñÿ óñòðîéñòâî, îñíîâàííîå íà èñïîëüçîâàíèè ÃÑÒ (ðèñ.1.4.).

    ÃÑÒ âêëþ÷åí â öåïü òðàíçèñòîðà VÒ1, áàçà êîòîðîãî íåïîñðåäñòâåííî ñîåäèíÿåòñÿ  ñ âуõîäîì  ïðåäøåñòâóþùåãî êàñêàäà.

    Òàê êàê òîê ýìèòòåðà VÒ1, çàäàí ÃÑÒ , òî  íàïðÿæåíèå ýòîãî òðàíçèñòîðà áóäåò àâòîìàòè÷åñêè óñòàíàâëèâàòüñÿ  òàêèì, ÷òîáу îáåñïå÷èâàòü ýòî çíà÷åíèå òîêà. Ñëåäîâàòåëüíî, êàêèì áу íè áуë ïîòåíöèàë òî÷êè À, ïîòåíöèàë òî÷êè  áóäåò ðàâåí

.                      (1.19)

 Ïðè çàäàííîì  çíà÷åíèå  îäíîçíà÷íî ñîîòâåòñòâóåò çíà÷åíèþ  è, ñëåäîâàòåëüíî , ìîæíî òàê âуáðàòü çíà÷åíèå R ÷òîáу  èìåëî òàêæå çàðàíåå çàäàííîå çíà÷åíèå.

     Íàïðèìåð, äîïóñòèì к 6 Â, к5 Â, к1.2 ìÀ è òðåáóåòñÿ , ÷òîáу к0.6 Â

   Òàê  êàê   , òî íà îñíîâàíèè (1.1) ïîëó÷èì

     Åñëè ïàðàìåòðу òðàíçèñòîðà ñîîòâåòñòâóþò (1.2), òî

.     Íà îñíîâàíèè (1.19) ïîëó÷àåì

 Êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ ýòèì óñòðîéñòâîì áëèçîê ê åäèíèöå

1.3. Óñèëèòåëüíуé êàñêàä ñ âíóòðåííåé îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ

  Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýëåìåíòà äàíà íà ðèñ.1.5. Îòðèöàòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü (ÎÎÑ) âуõîäà ñî âõîäîì îáóñëîâëåíà íàëè÷èåì ðåçèñòîðà  â öåïè ýìèòòåðà. Ýòî ñíèæàåò êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ýëåìåíòà ïî íàïðÿæåíèþ, íî çàòî ñóùåñòâåííî ëèíåàðèçóåò åãî ïåðåäàòî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó, ïîâуøàåò âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå è ñíèæàåò âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå.

     Ñâÿçü  ñ  íåòðóäíî ïîëó÷èòü, èñïîëüçóÿ (1.1). Èç  ýòîãî óðàâíåíèÿ ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèé

âуòåêàåò

(1.20)

     Íà îñíîâàíèè óðàâíåíèé Êèðõãîôà èìååì

(1.21)

     Ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìуì çíà÷åíèåì  òîêà  ýìèòòåðà â ýòîé öåïè áóäåò  òàêîå  åãî çíà÷åíèå, ïðè êîòîðîì òðàíçèñòîð îêàçуâàåòñÿ íà ãðàíè ðåæèìà ãëóáîêîãî íàñуùåíèÿ. Òàê íàïðèìåð, ïðè к12  è к 2 êÎì äîïóñòèìîå çíà÷åíèå òîêà ýìèòòåðà íå áîëåå 6 ìÀ.

    Àëãîðèòì ðàñ÷åòà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè áóäåò ñëåäóþùèì.   îáîñíîâàííîì äèàïàçîíå  èçìåíåíèÿ òîêà ýìèòòåðà âуáèðàåòñÿ ðÿä ðàâíîîòñòîÿùèõ åãî çíà÷åíèé è äëÿ êàæäîãî èç ýòèõ çíà÷åíèé ïî ôîðìóëå (1.21) âу÷èñëÿåòñÿ çíà÷åíèå , à çàòåì, ïî ôîðìóëå (1.20), çíà÷åíèå .

Íèæå, â òàáëèöå 1.1, ïðèâåäåíу  ðåçóëüòàòу ðàñ÷åòîâ äëÿ ñëó÷àÿ к12 Â, к2 êÎì, к10 êÎì, к0,15 êÎì.

Ðèñ.1.5. Êàñêàä ñ âíóòðåí-

íåé îòðèöàòåëüíîé

îáðàòíîé ñâÿçüþ.

      ÷åòâåðòîì ñòîëáöå ýòîé òàáëèöу äàíу àáñîëþòíуå çíà÷åíèÿ ïðèðàùåíèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå èçáðàííîìó øàãó èçìåíåíèÿ  , ðàâíîìó 0,5 ìÀ, èëè, ÷òî ñîâåðøåííî ðàâíîçíà÷íî, èçáðàí-íîìó øàãó èçìåíåíèÿ , ðàâíîìó 0,825 Â.

      ïÿòîì è øåñòîì ñòîëáöàõ òàáëèöу äëÿ ñðàâíåíèÿ äàíу. çíà÷åíèÿ  è , ïîëó÷åííуå ïðè  .

                                                                    Òàáëèöà 1.1.

Ðåçóëüòàòу ðàñ÷åòîâ ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè óñèëèòåëüíîãî êàñêàäà ñ ÎÎÑ

, ìÀ	,Â	, Â	, Â	, Â	, Â
0.5	9.174	0.6802	9.53•10^-2	0.6051	2.01•10^-2
1.0	8.349	0.7755		0.6252
			8.78•10^-2		1.27•10^-2
1.5	7.523	0.8633		0.6379
			8.49•10^-2		0.97•10^-2
2.0	6.698	0.9482		0.6476
			8.34•10^-2		0.82•10^-2
2.5	5.872	1.0316		0.6558
			8.24•10^-2		0.72•10^-2
3.0	5.047	1.1140		0.6630
			8.19•10^-2		0.65•10^-2
3.5	4.221	1.1959		0.6695
			8.14•10^-2		0.62•10^-2
4.0	3.396	1.2773		0.6757
			8.12•10^-2		0.58•10^-2
4.5	2.570	1.3585		0.6815
			8.10•10^-2		0.57•10^-2
5.0	1.745	1.4395		0.6872
			8.09•10^-2		0.55•10^-2
5.5	0.919	1.5204		0.6927

Êàê âèäèì, ïðè íàëè÷èè îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè ïî öåïè ýìèòòåðà, êðóòèçíà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè (êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ)  â ðàññìàòðèâàåìîì äèàïàçîíå èçìå-íåíèÿ  èçìåíÿåòñÿ  òîëüêî  ïðèìåðíî íà 16 % ( îò 8,66 äî 10,2).  îòñóòñòâèè æå îáðàòíîé ñâÿçè ýòîò  êîýôôèöèåíò èçìåíÿåòñÿ  áîëåå ÷åì  â 3,6 ðàçà ( îò  41 äî 150 ).

     Äèíàìè÷åñêîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå êàñêàäà â ñðåäíåé  ÷àñòè ðàáî÷åãî äèàïàçîíà ðàâíî

 îòñóòñòâèè îáðàòíîé ñâÿçè âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå â òîé òî÷êå ðàâíî

1.4.Ýìèòòåðíуé ïîâòîðèòåëü

    Ñõåìà ïîâòîðèòåëÿ ïðåäñòàâëå-íà íà ðèñ. 1.6. Îñîáåííîñòüþ ñõåìу ÿâëÿåòñÿ âуñîêîå çíà÷åíèå âõîä-íîãî è  íèçêîå  çíà÷åíèå âуõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèé. Äèôôåðåíöèàëüíуé êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è íàïðÿæå-íèÿ K_U<1.

Ðèñ.1.6. Ýìèòòåðíуé

ïîâòîðèòåëü.

    Òàêèì îáðàçîì, ñõåìà ðàáîòàåò êàê óñèëèòåëü òîêà.  àíàëîãîâуõ ÈÌÑ èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå âу-õîäíîãî êàñêàäà. Ïðè ýòîì òðàíçèñ-òîð VÒ1 ìîæåò áуòü ìíîãîýìèò-òåðíуì.Ìåòîäèêà ðàñ÷åòà òàêàÿ æå, êàê â ïðåäуäóùåì ïàðàãðàôå.

Ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè U_ÂÕ

,

.

    Ñëåäîâàòåëüíî, óðàâíåíèå àíàëîãè÷íîå (1.20), áóäåò èìåòü âèä

                       (1.22)

 Âуõîäíîå íàïðÿæåíèå

.                           (1.23)

     Äîïóñòèì  êÎì,  êÎì, Â. Òîãäà è óðàâíåíèå (1.22), ïðè çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðà, äàííуõ â (1.1), çàïèøåòñÿ â âèäå

.

        (1.22')

      òàáëèöå 1.2. ïðèâåäåíу ðåçóëüòàòу ðàñ÷åòîâ âуõîäíîãî è âõîäíîãî íàïðÿæåíèé ïðè òîêå ýìèòòåðà, èçìåíÿþùåìñÿ â äèàïàçîíå îò 2 äî 20 ìÀ.

Òàáëèöà 1.2.

Ðåçóëüòàòу ðàñ÷åòà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ýìèòòåðíîãî ïîâòîðèòåëÿ

IÝ	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
UÂÕ	0.935	1.242	1.541	1.835	2.128	2.420	2.711	3.002	3.292	3.582
UÂУÕ	0.286	0.571	0.857	1.143	1.429	1.714	2.000	2.286	2.571	2.857
DUÂÕ		0.307	0.299	0.294	0.293	0.292	0.291	0.291	0.290	0.290

Ïðè ïîñòîÿííîì øàãîâîì èçìåíåíèè âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ к0.286, øàãîâîå èçìåíåíèå âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ óìåíüøàåòñÿ îò âåëè÷èíу 0.307 â íà÷àëå äèàïàçîíà äî âåëè÷èíу 0.290 â êîíöå åãî. Òàêèì îáðàçîì, â áîëüøåé ñâîåé ÷àñòè ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíà è äèôôåðåíöèàëüíуé êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è íàïðÿæåíèÿ .

    Ñòàòè÷åñêîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ïðè (U_ÂÕк2.128  ) ðàâíî

к22.8 êÎì.

     Äèíàìè÷åñêîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå â òîé æå ðàáî÷åé òî÷êå ðàâíî

 êÎì.

     Âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿæåíèÿ - ýòî âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå ýòîãî óñòðîéñòâà, åñëè åãî ðàññìàòðèâàòü êàê èñòî÷íèê òîêà, âîçáóæäàåìуé âõîäíуì íàïðÿæåíèåì. Òîãäà, â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì Îìà äëÿ îäíîêîíòóðíîé öåïè, íàïðÿæåíèå íà âуõîäå  èñòî÷íèêà

.

Òàê êàê íàïðÿæåíèå íà âуõîäå  ïðè  ðàâíî Ý.Ä.Ñ. Å  òî

.

Îòñþäà

 .            (1.24)

    Åñëè ðàññìàòðèâàåòñÿ ïîñòîÿííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé , òî ôîðìóëà (1.24) äàåò çíà÷åíèå ñòàòè÷åñêîãî âуõîäíîãî  ñîïðîòèâëåíèÿ. Åñëè ðàññìàòðèâàåòñÿ ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ âуõîäíîãî  íàïðÿæåíèÿ ïðè çàäàííуõ çíà÷åíèÿõ ïîñòîÿííîé   è ïåðåìåííîé   ñîñòàâëÿþùèõ, òî (1.24) äàåò çíà÷åíèå äèíàìè÷åñêîãî âуõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ â âуáðàííîé ðàáî÷åé òî÷êå.

    Ñâÿçü âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ  ñî âõîäíуì íàïðÿæåíèåì äàåò óðàâíåíèå (1.22). Ýòó ñâÿçü ìîæíî çàïèñàòü â ÿâíîì âèäå

èëè

  (1.22')

     Ïðè  , êÎì óðàâíåíèå (1.22') â ðàáî÷åé òî÷êå    Â è  áóäåò èìåòü âèä

.

     Ðåøàÿ ýòî óðàâíåíèå ìåòîäîì èòåðàöèé, ïîëó÷èì

     Íà îñíîâàíèè (1.24) èìååì

 Îì

     Ñâÿçü ìåæäó ïåðåìåííуìè ñîñòàâëÿþùèìè âõîäíîãî è âуõîäíîãî íàïðÿæåíèé â ðåæèìå ìàëîãî ñèãíàëà íàéäåì, ïðîäèôôåðåíöèðîâàâ (1.22')

.    (1.25)

Ïðè  蠠 êÎì ïîëó÷èì

.

Ïðè Â è   áóäåì èìåòü

.

Íà îñíîâàíèè (1.24) äèíàìè÷åñêîå âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå

Îì.

1.5. Äâóõòàêòíуé óñèëèòåëü ìîùíîñòè

1.5.1. Êîíñòðóêöèÿ è ïðèíöèï äåéñòâèÿ

    Âуõîäíуå êàñêàäу óñèëèòåëåé è óìíîæèòåëåé íàïðÿæåíèÿ äîëæíу îáåñïå÷èâàòü âуäåëåíèå â íàãðóçêå ñðàâíèòåëüíî çíà÷èòåëüíîé ìîùíîñòè, ñîñòàâëÿþùåé äåñÿòêè èëè äàæå ñîòíè ìèëëèâàòò. Ñëåäîâàòåëüíî, ýòè êàñêàäу  äîëæíу  èìåòü äîñòàòî÷íî áîëüøîå âуõîäíîå íàïðÿæåíèå  è âуõîäíîé òîê è ìàëîå âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå. Êðîìå òîãî, â öåëÿõ óâåëè÷åíèÿ  ÊÏÄ æåëàòåëüíî, ÷òîáу òîê êàñêàäà â ðåæèìå ïîêîÿ (ò.å. â îòñóòñòâèè ñèãíàëà) áуë  áëèçêèì ê íóëþ. Æåëàòåëüíà òàêæå çàùèòà êàñêàäà îò ïåðåãðóçîê è, â ÷àñòíîñòè, îò çàìуêàíèÿ âуõîäà íà ëþáóþ èç  êëåìì  èñòî÷íèêîâ  ïèòàíèÿ. Òèïîâàÿ ñõåìà âуõîäíîãî êàñêàäà, óäîâëåòâîðÿþùàÿ  óêàçàííуì  òðåáîâàíèÿì,  ïðèâåäåíà  íà ðèñ.1.7. Êàñêàä  ïèòàåòñÿ îò äâóõ ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäèíåííуõ èñòî÷íèêîâ Å_Ï1 è Å_Ï2 , ñðåäíÿÿ òî÷êà  êîòîðуõ çàìêíóòà íà îáùóþ øèíó.  Âуõîäíуìè  ýëåìåíòàìè  ÿâëÿþòñÿ  òîêîâуå êëþ÷è íà êîìïëåìåíòàðíуõ  èäåíòè÷íуõ  òðàíçèñòîðàõ VT1 è VT2. Ñîïðîòèâëåíèå â öåïÿõ ýìèòòåðîâ  è  îäèíàêîâу. Çíà÷åíèÿ ïîòåíöèàëîâ áàç ýòèõ òðàíçèñòîðîâ â ïîêîå îïðåäåëÿþòñÿ çíà÷åíèÿìè  ïàäåíèÿ  íàïðÿæåíèÿ  íà èäåíòè÷íуõ òðàíçèñòîðàõ â äèîäíîì âêëþ÷åíèè VD1 è VD2. Çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ  ðåçèñòîðà R ïîäáèðàåòñÿ òàêèì, ÷òîáу â ðåæèìå ïîêîÿ ïîòåíöèàë   òî÷êè  A îòíîñèòåëüíî  îáùåé  øèíу   ðàâíÿëñÿ íóëþ.  Òîãäà

Ðèñ.1.7.Äâóõòàêòíуé óñèëèòåëü ìîùíîñòè.

íàïðÿæåíèÿ  è     â ïîêîå áóäóò îäèíàêîâуìè, òîêè òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT2 áóäóò òàê æå îäèíàêîâуìè è ïîòåíöèàë òî÷êè B (âуõîäíîå íàïðÿæåíèå)  áóäåò ðàâåí íóëþ. Òîê ÃÑÒ  âуáèðàåòñÿ äîñòàòî÷íî ìàëуì, ÷òîáу ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà äèîäàõ VD1 è VD2, à, çíà÷èò, è íàïðÿæåíèÿ   è  , áуëè ìàëуìè  è òîê òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT2 â ðåæèìå ïîêîÿ áуë  èñ÷åçàþùå  ìàë (îáà êëþ÷à "çàêðуòу").  ðåæèìå ïîêîÿ  êàñêàä  ïðàêòè÷åñêè íå áóäåò ïîòðåáëÿòü ýíåðãèè îò èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ.

    Êðîìå òîãî, ïîñêîëüêó ñîïðîòèâëåíèÿ   è  âуáèðàþòñÿ ìíîãî ìåíüøå ñîïðîòèâëåíèÿ ïðÿìîãî ñìåùåííîãî ïåðåõîäà òðàíçèñòîðîâ ýìèòòåð-áàçà, òî ïðè âñåõ çíà÷åíèÿõ  I_Ý1 è I_Ý2, ñîîòâåòñòâóþùèõ íîðìàëüíîìó ðåæèìó, ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèé íà ýòèõ  ñîïðîòèâëåíèÿõ íàñòîëüêî ìàëу, ÷òî òðàíçèñòîðу VT4 è VT5 íàõîäÿòñÿ â ïî÷òè çàïåðòîì ñîñòîÿíèè è ïðàêòè÷åñêè íå øóíòèðóþò ïåðåõîäîâ ýìèòòåð-áàçà òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT2. Ïî ýòîé ïðè÷èíå ïðè èññëåäîâàíèè íîðìàëüíîãî ðåæèìà ðàáîòу êàñêàäà íàëè÷èå òðàíçèñòîðîâ VT4 è VT5 ìîæíî íå ó÷èòуâàòü.

     Òàê êàê ïîòåíöèàë òî÷êè À â ïîêîå ðàâåí íóëþ, òî ïîòåíöèàë áàçу òðàíçèñòîðà VT3 â ïîêîå äîëæåí áуòü îáúÿçàòåëüíî îòðèöàòåëüíуì ( < 0). Òðåáóåìîå çíà÷åíèå   îáåñïå÷èâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ  óñòðîéñòâà ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ, óñòàíàâëèâàåìîãî ìåæäó ïðåäøåñòâóþùèì êàñêàäîì è âуõîäíуì êàñêàäîì.

    Äîïóñòèì òåïåðü, ÷òî íà âõîä VT3 ïîäàíî ïîëîæèòåëüíîå íàïðÿæåíèå ñèãíàëà. Ýòî âуçîâåò óâåëè÷åíèå òîêà ýìèòòåðà  ýòîãî  òðàíçèñòîðà è, ñîîòâåòñòâåííî, òîêà êîëëåêòîðà. Òîãäà ïîòåíöèàë  òî÷êè Ñ ïîíèçèòñÿ, ïîñêîëüêó âåëè÷èíà òîêà, ïðèòåêàþùåãî ê ýòîé òî÷êå, îñòàåòñÿ íåèçìåííîé è ðàâíîé òîêó ÃÑÒ  , à âåëè÷èíà   òîêà, óòåêàþùåãî îò íåå ( òîê êîëëåêòîðà VT3 ), âîçðàñòàåò.  Ïîíèæåíèå ïîòåíöèàëà òî÷êè Ñ ( ïîòåíöèàëà áàçу òðàíçèñòîðà VÒ1 )  ïðèâåäåò ê òîìó, ÷òî òðàíçèñòîð VT1 çàïðåòñÿ è òîê áàçу ýòîãî òðàíçèñòîðà ñòàíåò ðàâíуì íóëþ. Íî òîãäà òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç äèîäу VD1 è VD2, ñòàíåò òî÷íî ðàâåí   è ïîòåíöèàë òî÷êè F òàêæå ïîíèçèòñÿ  ïî òîé æå ïðè÷èíå, ÷òî è â ñëó÷àå òî÷êè Ñ. Ïîíèæåíèå  ïîòåíöèàëà òî÷êè F ( ïîòåíöèàëà áàçу òðàíçèñòîðà VT2 )  âуçîâåò,  íàîáîðîò, óâåëè÷åíèå òîêà áàçу òðàíçèñòîðà VÒ2, à, çíà÷èò, è òîêà ýìèòòåðà ýòîãî òðàíçèñòîðà. Òîê ýìèòòåðà VÒ2 ïîòå÷åò â íàãðóçêó, òàê êàê òðàíçèñòîð VÒ1 çàïåðò.

     Ïðè îòðèöàòåëüíîì  íàïðÿæåíèè  ñèãíàëà íà âõîäå, êàê ëåãêî óáåäèòüñÿ, ïîòåíöèàëу áàç VT1 è VT2 âîçðàñòóò, â ðåçóëüòàòå ÷åãî òåïåðü îòêðîåòñÿ òðàíçèñòîð VÒ1 è çàïðåòñÿ òðàíçèñòîð VÒ2. Òîê â íàãðóçêå èçìåíèò ñâîå íàïðàâëåíèå è áóäåò ïðåäñòàâëÿòü ñîáîþ òîê ýìèòòåðà VT1. Åñëè òðàíçèñòîðу VT1 è VT2 èäåíòè÷íу, òî òàêàÿ èõ "ñìåííàÿ" ðàáîòà íå âíåñåò èñêàæåíèé â óñèëèâàåìуé ñèãíàë.

   Òðàíçèñòîðу VT4 è VT5 ðåàëèçóþò çàùèòíуå ôóíêöèè ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ïðè î÷åíü áîëüøîì ñèãíàëå èëè ñëó÷àéíîì çàìуêàíèè âуõîäà íà îäíó èç êëåìì èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ ýòè òðàíçèñòîðу îòêðуâàþòñÿ è øóíòèðóþò ïåðåõîä ýìèòòåð-áàçà òðàíçèñòîðîâ  VT1  è  VT2 , ïðåäîõðàíÿÿ èõ òåì ñàìуì îò ïåðåãðóçêè.

1.5.2. Îöåíêà òðåáóåìîãî çíà÷åíèÿ

    Îöåíêà  òðåáóåìîãî çíà÷åíèÿ ïîòåíöèàëà áàçу VT3 â ïîêîå   ìîæåò áуòü ñäåëàíà ñëåäóþùèì ïóòåì. Èñõîäèì èç çíà÷åíèÿ àìïëèòóäу ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðåäøåñòâóþùåãî êàñêàäà. Ïóñòü îíà ðàâíà U_Ì. Òîãäà ïîòåíöèàë áàçу VÒ3  áóäåò èçìåíÿòüñÿ â ïðåäåëàõ

.

Êàê  áуëî  ïîêàçàíî, ïðè âîçðàñòàíèè  òðàíçèñòîð VT1 ïåðåõîäèò â ðåæèì îòñå÷êè, à òðàíçèñòîð VÒ2, íàïðîòèâ îòêðуâàåòñÿ. Ïîòåíöèàë áàçу VT2, à, çíà÷èò, è ïîòåíöèàë êîëëåêòîðà VÒ2 ïîíèæàåòñÿ. Íî ýòî çíà÷èò, ÷òî íàïðÿæåíèå êîëëåêòîð-áàçà VÒ3 ñ ðîñòîì  ñóùåñòâåííî óìåíüøàåòñÿ.  ãðóáîì ïðèáëèæåíèè èçìåíåíèå ïîòåíöèàëà êîëëåêòîðà ìîæíî ñ÷èòàòü ïðîïîðöèîíàëüíуì èçìåíåíèþ  ïîòåíöèàëà  áàçу , ò.å. ïîòåíöèàë êîëëåêòîðà â ìèíèìóìå áóäåò ðàâåí

Íàïðÿæåíèå êîëëåêòîð-áàçà  â ìèíèìóìå áóäåò ðàâíî

×òîáу òðàíçèñòîð VÒ3 íå îêàçàëñÿ â ðåæèìå íàñуùåíèÿ, íåîáõîäèìî, ÷òîáу >0. Ýòî çíà÷èò, ÷òî äîëæíî âуïîëíÿòñÿ íåðàâåíñòâî

×åì ìåíüøèì ìу âуáåðåì çíà÷åíèå  , òåì ñ áîëüøåé ãàðàíòèåé è òåì áîëåå øèðîêîì äèàïàçîíå çíà÷åíèé  áóäåò îáåñïå÷åí àêòèâíуé ðåæèì ðàáîòу òðàíçèñòîðà VÒ3.

    Îäíàêî åñòü îãðàíè÷åíèå íà çíà÷åíèå  íå  òîëüêî  ñâåðõó, íî è ñíèçó. Ñ óìåíüøåíèåì  ïîòåíöèàë  ðàñòåò, íàïðÿæåíèå  ðàñòåò è íàñуùåíèå òðàíçèñòîðó íå ãðîçèò. Íî åìó â  ýòîì ñëó÷àå, ãðîçèò ïåðåõîä â ðåæèì îòñå÷êè. Äåéñòâèòåëüíî, ïîòåíöèàë ýìèòòåðà  èç-çà íàëè÷èÿ R âñåãäà âуøå 

>-.

Çíà÷èò, íàïðÿæåíèå áàçà- ýìèòòåð â ìèíèìóìå

.

×òîáу òðàíçèñòîð îñòàâàëñÿ â àêòèâíîì ðåæèìå, íåîáõîäèìî ÷òîáу >0. Ýòî çíà÷èò, ÷òî

Åñëè, íàïðèìåð,  è , òî  íå äîëæíî áуòü ìåíüøå -10 Â.

  Îöåíèâ  çíà÷åíèå  è çàäàâøèñü çíà÷åíèÿìè ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ ,  è  R , ìîæíî ïðèñòóïàòü ê ðàñ÷åòó.  Áóäåì èñõîäèòü èç ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî âñå òðàíçèñòîðу èäåíòè÷íу òðàíçèñòîðó ñ ïàðàìåòðàìè (1.1), à ýëåìåíòу ñõåìу èìåþò ñëåäóþùèå  íîìèíàëу:

Îì, Rк500 Îì,

1.5.3. Ðàñ÷åò çàäàþùåãî óñòðîéñòâà âуõîäíîãî êàñêàäà

    Çàäàþùåå óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç öåïî÷êè ñëåäóþùèõ ýëåìåíòîâ: ÃÑÒ, VD1, VD2, VT3 è ðåçèñòîðà R. Îïðåäåëåíèþ ïîäëåæàò çíà÷åíèÿ òîêà ÃÑÒ , òîêà äèîäà  è  íàïðÿæåíèÿ íà äèîäàõ  â ðåæèìå ïîêîÿ, òîêà ýìèòòåðà VÒ3   â  ïîêîå è íîìèíàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R.

    Êàê óæå îòìå÷àëîñü, òîê ÃÑÒ äîëæåí áуòü çàäàí òàêèì, ÷òîáу â ðåæèìå ïîêîÿ òðàíçèñòîðу VT1 è VT2 áуëè ïî÷òè çàïåðòу, ò.å. òîê ýìèòòåðîâ ýòèõ òðàíçèñòîðîâ áуë â 50-100 ðàç ìåíüøå ïðåäåëüíîãî çíà÷åíèÿ. Ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå òîêà âуáðàííуõ òðàíçèñòîðîâ 20 ìÀ, ïîýòîìó çàäàäèìñÿ çíà÷åíèåì òîêà ýìèòòåðîâ â ïîêîå   Òîãäà ïîòåíöèàë áàç ýòèõ òðàíçèñòîðîâ â ïîêîå  ìîæíî îïðåäåëèòü èç óðàâíåíèÿ (1.26), êîòîðîå ñëåäóåò èç óðàâíåíèÿ (1.2), åñëè ó÷åñòü, ÷òî

òî-åñòü

   (1.26)

Ïîäñòàâèâ çíà÷åíèÿ âñåõ ïàðàìåòðîâ, ïîëó÷èì

Òàê êàê â ðåæèìå ïîêîÿ ïîòåíöèàë òî÷êè À ðàâåí íóëþ, òî

Òîê äèîäà â ïîêîå îïðåäåëÿåòñÿ èç óðàâíåíèÿ

             (1.27)

åãî çíà÷åíèå      

Òîê ÃÑÒ ðàâåí

                 (1.28)

òî-åñòü              

Òîê êîëëåêòîðà VÒ3 â ïîêîå

.               (1.29)

Îòñþäà, òîê ýìèòòåðà VÒ3 â ïîêîå

к0.1565 ìÀ .        (1.30)

     Åñëè â ðåæèìå ïîêîÿ ïîòåíöèàë òî÷êè À ðàâåí íóëþ, òî

                   (1.31)

Îòñþäà ïîëó÷àåì

Çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ  â ïîêîå ìîæíî îïðåäåëèòü èç óðàâíåíèÿ (1.2) äëÿ òðàíçèñòîðà VÒ3

     (1.32)

Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà ðåçèñòîðå R äîëæíî óäîâëåòâîðÿòü óðàâíåíèþ

ñëåäîâàòåëüíî,

êÎì.          (1.33)

1.5.4. Ðàñ÷åò ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ïî òîêó

     Ïðè  óâåëè÷åíèè  ïîòåíöèàëà   òðàíçèñòîð VÒ1 ïåðåõîäèò â ðåæèì îòñå÷êè, òîê äèîäîâ ñòàíîâèòñÿ ðàâíуì  , òîê æå êîëëåêòîðà VÒ3 òåïåðü áóäåò ðàâåí

.

Êàê âèäèì, íàëè÷èå ÃÑÒ â öåïè êîëëåêòîðà VÒ3 ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà áàçу VÒ2 âñåãäà ðàâíà   ïåðåìåííîé  ñîñòàâëÿþùåé òîêà êîëëåêòîðà VÒ3

.

Ïîñêîëüêó òîê êîëëåêòîðà ñâÿçàí ñ òîêîì áàçу ñîîòíîøåíèåì  , òî èçìåíåíèå òîêà áàçу VÒ2 áóäåò ñâÿçàíî ñ èçìåíåíèåì òîêà áàçу VÒ3 ðàâåíñòâîì

.                     (1.34)

Èçìåíåíèå òîêà áàçу VÒ2 âуçîâåò èçìåíåíèå òîêà ýìèòòåðà ýòîãî òðàíçèñòîðà, ðàâíîå

.

Èçìåíåíèå òîêà I_Ý2  ìîæåò ðåàëèçîâàòü òîëüêî êàê âуõîäíîé òîê â íàãðóçêå R_Í , ïîñêîëüêó  òðàíçèñòîð VÒ1 çàïåðò. Òàêèì îáðàçîì

     (1.35)

Âуõîäíîé êàñêàä ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óñèëèòåëü òîêà ñ ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíîé ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêîé è äèôôåðåíöèàëüíуì êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ ïî òîêó, ðàâíуì

                    (1.36)

   Åñëè  , òî òðàíçèñòîð VÒ2 çàêðуâàåòñÿ è îòêðуâàåòñÿ òðàíçèñòîð VÒ1. Òîê â íàãðóçêå èçìåíÿåò íàïðàâëåíèå íà îáðàòíîå, íî  íàïèñàííуå ñîîòíîøåíèÿ îñòàþòñÿ â ñèëå, òàê êàê òðàíçèñòîðу èäåíòè÷íу.

     Âуõîäíîå íàïðÿæåíèå ïðè ýòîì ðàâíî

          (1.37)

1.5.5. Ðàñ÷åò ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ïî íàïðÿæåíèþ

   Èç óðàâíåíèÿ (1.37) ñëåäóåò,÷òî äëÿ óñòàíîâëåíèÿ ñâÿçè ìåæäó  çíà÷åíèÿìè âуõîäíîãî è  âõîäíîãî íàïðÿæåíèé, äîñòàòî÷íî óñòàíîâèòü âèä ñâÿçè ìåæäó èçìåíåíèåì  çíà÷åíèÿ òîêà ýìèòòåðà VÒ3, , è èçìåíåíèåì çíà÷åíèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ . Åñëè , òî òðàíçèñòîð VÒ1 çàêðуò è òîê ýìèòòåðà VÒ2 , , ðàâåí òîêó â íàãðóçêå . Ñëåäîâàòåëüíî, ïîòåíöèàë , è âñåãäà ðàâíуé åìó ïîòåíöèàë êîëëåêòîðà VT3, ìîãóò áуòü îïðåäåëåíу èç óðàâíåíèÿ

.           (1.38)

Ó÷èòуâàÿ, ÷òî

 ,     (1.39)

çíà÷åíèå    ìîæíî îïðåäåëèòü èç óðàâíåíèÿ

      (1.40)

     Èçìåíåíèå òîêà ýìèòòåðà VÒ3 ñâÿçàíî ñî çíà÷åíèåì òîêà â íàãðóçêå óðàâíåíèåì

,                            (1.41)

êîòîðîå âуòåêàåò èç (1.35).

     Çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà áàçу  ñâÿçàíî ñî çíà÷åíèåì òîêà

ýìèòòåðà  óðàâíåíèåì

(1.42)

     Òàêèì  îáðàçîì, ìу  ïîëó÷èëè ïîëíóþ ñèñòåìó óðàâíåíèé (1.42), (1.41), (1.40) è (1.38), êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü çíà÷åíèå  ïî çàäàííîìó çíà÷åíèþ . Ðåøàÿ ýòó ñèñòåìó, ïîëó÷èì

          (1.43)

Êàê âèäèì, ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà ýìèòòåðà   ñâÿçàíà ñ  ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ  ëèíåéíîé çàâèñèìîñòüþ.

   Âуõîäíîå íàïðÿæåíèå êàñêàäà ñâÿçàíî ñ ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé  âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ëèíåéíîé çàâèñèìîñòüþ

                 (1.44)

     Ðàññìàòðèâàåìуé êàñêàä îáëàäàåò ëèíåéíîé ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêîé íå òîëüêî ïî òîêó, íî è ïî íàïðÿæåíèþ. Êîýôôèöèåíò  óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ ïîëó÷àåòñÿ ðàâíуì

                       (1.45)

Ïðè âуáðàííуõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ к3.38.

    Îáëàñòü ëèíåéíîñòè ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè îïðåäåëÿåòñÿ óñëîâèåì  ( àêòèâíуé ðåæèì VÒ3 ). Èç íàïèñàííîé âуøå ñèñòåìу óðàâíåíèé ñëåäóåò, ÷òî ýòî óñëîâèå âуïîëíÿåòñÿ, åñëè

Òàê êàê äëÿ êðåìíèåâуõ òðàíçèñòîðîâ â ñëàáîòî÷íîì ðåæèìå íàïðÿæåíèÿ íà ýìèòòåðíуõ ïåðåõîäàõ VT2 è VT3 â ñóììå íå ïðåâуøàåò çíà÷åíèÿ 1.5 Â, òî óñëîâèå ëèíåéíîñòè ïðèíèìàåò âèä

          (1.46)

    Ïðè âуáðàííуõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ ñõåìу, ïåðåäàòî÷íуå õàðàêòåðèñòèêè  ëèíåéíу â  èíòåðâàëå çíà÷åíèé  îò 0 äî 6.15 Â.

     Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî ìîùíîñòè ðàâåí

          (1.47)

     Ïðè âуáðàííуõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ ñõåìу

1.1.6. Äèôôåðåíöèàëüíуé óñèëèòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà

   Ñõåìà óñèëèòåëÿ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ.1.8. Ýòî äâà ýìèòòåðíî-ñâÿçàííуõ èäåíòè÷íуõ òðàíçèñòîðà ñ îäèíàêîâуìè ðåçèñòîðàìè  è  â öåïÿõ êîëëåêòîðîâ, ïèòàåìуå îò ÃÑÒ. Óñèëèòåëü èìååò äâà âõîäà. Âуõîäíîå íàïðÿæåíèå ñíèìàåòñÿ ñ êîëëåêòîðîâ òðàíçèñòîðîâ.

     Òàê êàê  ïîòåíöèàëу ýìèòòåðîâ  âñåãäà îäèíàêîâу , òðàíçèñòîðу  èäåíòè÷íу è к, òî ïðè  . Äðóãèìè ñëîâàìè, òàêîé óñèëèòåëü ðåàãèðóåò òîëüêî íà ðàçíîñòü âõîäíуõ íàïðÿæåíèé, ïî÷åìó è íàçâàí äèôôåðåíöèàëüíуì.

×òîáу òðàíçèñòîðу â âîçìîæíî áîëåå øèðîêîì äèàïàçîíå èçìåíåíèÿ çíà÷åíèÿ ðàçíîñòè  ñîõðàíÿëè àêòèâíуé  ðåæèì, íåîáõîäèìî ÷òîáу çíà÷åíèå òîêà ÃÑÒ  è  íîìèíàë  ðåçèñòîðîâ    è  óäîâëåòâîðÿë  íåðàâåíñòâó ·, òàê êàê â ïðåäåëüíîì ñëó÷àå òîê ýìèòòåðà îäíîãî èç òðàíçèñòîðîâ ìîæåò ñòàòü ðàâíуì .

Ðèñ.1.8.Äèôôåðåíöèàëüíуé

êàñêàä.

    Íàïèøåì ñîîòíîøåíèÿ, ñâÿçуâàþùèå çíà÷åíèÿ òîêîâ è  íàïðÿæåíèé â ýëåìåíòàõ öåïè.

                              (1.48)

Òàê êàê çíà÷åíèå  âуõîäíîãî  íàïðÿæåíèÿ  îïðåäåëÿåòñÿ  ëèøü çíà÷åíèåì ðàçíîñòè  è  , òî ïðè ðàñ÷åòàõ ëþáîå èç íèõ ìîæíî ïîëîæèòü ðàâíуì íóëþ. Áóäåì äàëåå ñ÷èòèòàòü к0 (âуâîä áàçу VT2 çàêîðî÷åí íà îáùóþ øèíó).

     Íà îñíîâàíèè (1.46) íåòðóäíî íàéòè, ÷òî

,          (1.49)

        (1.50)

    (1.51)

      (1.52)

                      (1.53)

                               (1.54)

     Â ñîîòâåòñòâèè ñ (1.2) è ñèñòåìîé (1.49) - (1.54) èìååì

                         (1.56)

.             (1.57)

    Ìåòîä ðàñ÷åòà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì. Çàäàåìñÿ ðÿäîì ðàâíîîòñòàþùèõ  çíà÷åíèé     â èíòåðâàëå îò  äî  . Äëÿ êàæäîãî èç ýòèõ çíà÷åíèé ïî ôîðìóëå (1.49) îïðåäåëÿåì çíà÷åíèå  , ïî ôîðìóëå (1.52)  çíà÷åíèå   è ïî  ôîðìóëå (1.56) . Çàòåì, ïî ôîðìóëå (1.50) îïðåäåëÿåì çíà÷åíèå   è,  ðåøàÿ óðàâíåíèå (1.56), íàõîäèì çíà÷åíèå  .

       òàáëèöå  1.3  ïðèâåäåíу  ðåçóëüòàòу  ðàñ÷åòîâ äëÿ ñëó÷àÿ  к12 Â, ккк10 êÎì, к1 ìÀ è òðàíçèñòîðà ñ ïàðàìåòðàìè (1.1).

Òàáëèöà 1.3.

       Ðåçóëüòàòу  ðàñ÷åòîâ  ïåðåäàòî÷íîé  õàðàêòåðèñòèêè

IÝ1,ìÀ	UÂУÕ,Â	UÊÁ2,Â	UÝ,Â	UÊ1,Â	UÂÕ1,Â
0.1	-2.642	5.726	-0.6255	8.368	-64.0
0.2	-1.981	6.056	-0.6217	8.037	-41.0
0.3	-1.321	6.386	-0.6174	7.707	-25.3
0.4	-0.660	6.716	-0.6126	7.377	-12.2
0.5	0.000	7.047	-0.6070	7.047	0.0
0.6	0.660	7.377	-0.6004	6.716	12.2
0.7	1.321	7.707	-0.5921	6.386	25.3
0.8	1.981	8.037	-0.5807	6.056	41.0
0.9	2.642	8.368	-0.5616	5.726	64.0

       äèôôåðåíöèàëüíîãî êàñêàäà

Ãðàôèê  ýòîé  ïåðåäàòî÷íîé  õàðàêòåðèñòèêè   ïðèâåäåí   íà ðèñ. 1.9.

      èíòåðâàëå èçìåðåíèÿ òîêà ýìèòòåðà  îò  äî   ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà  ïðàêòè÷åñêè  ëèíåéíà  è äèôôåðåíöèàëüíуé êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è ïî íàïðÿæåíèþ K_Uк54.1 .Îäíàêî çà ïðåäåëàìè ýòîãî èíòåðâàëà êðóòèçíà õàðàêòåðèñòèêè óìåíüøàåòñÿ, ñòðåìÿñü ê íóëþ.

    Âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ ïðè ýòîì äîâîëüíî âåëèêî, òàê ÷òî èçìåíåíèå çíà÷åíèÿ  ñóùåñòâåííî ñêàçуâàåòñÿ íà êðóòèçíå õàðàêòåðèñòèêè. Òàê íàïðèìåð,  åñëè  â  ðàññìîòðåííîé  ñõåìå  ñ÷èòàòü  , òî  ïðè  òîêå  ïîëó÷èì : к-1.981 Â, к-8.57 ìÂ,  . Êàê  âèäèì,  ïî  ñðàâíåíèþ  ñ  ïðåæíèì (к10 êÎì ), êðóòèçíà õàðàêòåðèñòèêè âîçðîñëà áîëåå ÷åì â 4 ðàçà.

  Äëÿ óñèëèòåëåé ïîñòîÿííîãî òîêà âàæíà ñòàáèëüíîñòü âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ â îòñóòñòâèè ñèãíàëà èëè, êàê ãîâîðÿò, âàæíî îòñóòñòâèå äðåéôà íóëÿ. Ýòîò äðåéô ìîæåò îáóñëàâëèâàòüñÿ èçìåíåíèåì íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðу è èçìåíåíèåì  çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ ñî âðåìåíåì.

 Ðèñ.1.9. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà

                      äèôôåðåíöèàëüíîãî êàñêàäà.

Äîñòîèíñòâîì ðàññìîòðåííîãî òèïà äèôôåðåíöèàëüíуõ  óñèëèòåëåé ÿâëÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêè ïîëíîå îòñóòñòâèå äðåéôà íóëÿ. Ýòî  íåïîñðåäñòâåííî ñëåäóåò èç èõ íå÷óâñòâèòåëüíîñòè ê ñèíôàçíуì ñèãíàëàì. Èçìåíåíèå æå íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, èçìåíåíèå  òåìïåðàòóðу, èçìåíåíèå çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ äèôôåðåíöèàëüíîé  ïàðу ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê âîçäåéñòâèå íà ýòó ïàðó òàêèõ ñèíôàçíуõ ñèãíàëîâ.

     Îáðàòèì âíèìàíèå åùå íà îäíî âàæíîå ñâîéñòâî äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ.

     Òàê êàê ñóììà òîêîâ ýìèòòåðîâ äèôôåðåíöèàëüíîé ïàðу îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé è ðàâíîé , òî èçìåíåíèå âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ  âуçуâàåò, ïî ñóùåñòâó, èçìåíåíèå ñîîòíîøåíèÿ òîêà  êàæäîãî  ýìèòòåðà (íàïðèìåð ) ê òîêó ÃÑÒ.  ðåæèìå ìàëîãî ñèãíàëà ( îáëàñòü èçìåíåíèÿ / îò 0.4 äî 0.6 ), êàê áуëî ïîêàçàíî,  ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ëèíåéíà. Íî ýòî çíà÷èò, åñëè  ó÷åñòü  (1.49), ÷òî âåëè÷èíà (2/- 1 ) ñ áîëüøîé òî÷íîñòüþ ïðîïîðöèîíàëüíà ðàçíîñòè (-). Íà ýòîì îñíîâàíèè ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî â ðåæèìå ìàëîãî  ñèãíàëà âуõîäíîå íàïðÿæåíèå  äèôôåðåíöèàëüíîãî  óñèëèòåëÿ ïðîïîðöèîíàëüíî ïðîèçâåäåíèþ òîêà ÃÑÒ è  ðàçíîñòè çíà÷åíèé âõîäíуõ íàïðÿæåíèé

к B× (-),               (1.57)

ò.å. äèôôåðåíöèàëüíуé óñèëèòåëü îñóùåñòâëÿåò îïåðàöèþ ïåðåìíîæåíèÿ ýòèõ äâóõ âåëè÷èí.  ðàññìîòðåííîì âуøå ñëó÷àå

B к 54.1 ìÀ.

ÃËÀÂÀ 2

ÏÐÎÑÒÅÉØÈÅ ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍУÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ

ÀÍÀËÎÃÎÂУÕ ÈÌÑ

2.1. Óñèëèòåëü ñèíóñîèäàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ íèçêîé

÷àñòîòу ( ìèêðîñõåìà Ê123ÓÍ )

     Èäåÿ óñèëèòåëÿ ÿñíà èç ñõåìу, äàííîé íà ðèñ.2.1.Óñèëèòåëü ñîäåðæèò ñëåäóþùèå ôóíêöèîíàëüíуå óçëу:

1. Òðåõêàñêàäíуé ïðåäóñèëèòåëü ïîñòîÿííîãî  òîêà  ñ  íåïîñðåäñòâåííуìè ñâÿçÿìè ìåæäó òðàíçèñòîðàìè VT1, VT2 è VT3.  Ïåðâуé  è òðåòèé  êàñêàäу  ñ  âíóòðåííåé îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé  ñâÿçüþ. Êðîìå òîãî, îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ îõâà÷åíу òðåòèé è ïåðâуé êàñêàäу.

2. Óñòðîéñòâî ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ (òðàíçèñòîð VT4, ðåçèñòîð  è òðàíçèñòîð VÒ6 ).

3. Äâà ÃÑÒ ( òðàíçèñòîðу VT6 è VT8 ), ïèòàåìуå îò åäèíîãî çàäàþùåãî òîê ÃÑÒ óñòðîéñòâà ( òðàíçèñòîðу VT5 è VÒ7, ðåçèñòîð ).

4. Óìíîæèòåëü òîêà ( òðàíçèñòîðу VT4 è VT8).

Ðèñ.2.1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà óñèëèòåëÿ Ê123ÓÍ.

     Ðåæèì ïîêîÿ âõîäíîãî òðàíçèñòîðà VT1 çàäàåòñÿ ïóòåì  ïîäà÷è ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ óñòðîéñòâà ñäâèãà  óðîâíÿ  íà áàçó ýòîãî òðàíçèñòîðà. Îñóùåñòâëÿåòñÿ ýòî ëèáî âíåøíèì ñîåäèíåíèåì òî÷åê 2 è 1 ìèêðîñõåìу, ëèáî ñîåäèíåíèåì òî÷êè 6 ñ òî÷êîé 1 ÷åðåç íàâåñíîé ðåçèñòîð . Äëÿ óñòðàíåíèÿ îáðàòíîé ñâÿçè ïî  ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ òî÷êà 6 çàìуêàåòñÿ íà îáùóþ øèíó íàâåñíуì êîíäåíñàòîðîì Ñ2 äîñòàòî÷íî áîëüøîé åìêîñòè.

2.1.1. Ðàñ÷åò ðåæèìà ïîêîÿ òðàíçèñòîðîâ

òðåõêàñêàäíîãî óñèëèòåëÿ

     Çàäà÷à ñõåìîòåõíè÷åñêîãî ðàñ÷åòà óñèëèòåëÿ  çàêëþ÷àåòñÿ  â îïðåäåëåíèè òåõ íîìèíàëîâ âñåõ ðåçèñòîðîâ, ïðè êîòîðуõ îáåñïå÷èâàåòñÿ äîñòàòî÷íàÿ ëèíåéíîñòü àìïëèòóäíîé õàðàêòåðèñòèêè, òðåáóåìуå çíà÷åíèÿ âõîäíîãî è âуõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèé è êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ. Ëèíåàðèçàöèÿ àìïëèòóäíîé  õàðàêòåðèñòèêè  äîñòèãàåòñÿ ïóòåì îõâàòà óñèëèòåëÿ îòðèöàòåëüíуìè îáðàòíуìè ñâÿçÿìè, îñóùåñòâëÿåìуìè ñ ïîìîùüþ ðåçèñòîðîâ , ,  è . Îäíàêî ýòè ñâÿçè áóäóò  ýôôåêòèâíуìè â òîì è òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè  ðåæèì  ðàáîòу òðàíçèñòîðîâ  âî  âñåì  äèíàìè÷åñêîì äèàïàçîíå  îñòàåòñÿ   àêòèâíуì èëè áëèçêèì ê íåìó. Âуïîëíåíèå ýòîãî óñëîâèÿ îïðåäåëÿåòñÿ íîìèíàëàìè ðåçèñòîðîâ  ,  è  .

     Êðîìå äèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, ñóùåñòâåííî òàêæå è çíà÷åíèå òàêîãî ïàðàìåòðà, êàê óðîâåíü ñîáñòâåííуõ øóìîâ óñèëèòåëÿ.  îòíîøåíèè çíà÷åíèÿ ýòîãî ïàðàìåòðà äîìèíèðóþùóþ ðîëü èãðàåò  òðàíçèñòîð  VT1,  ïîñêîëüêó  ôëóêòóàöèè  âуõîäíîãî  íàïðÿæåíèÿ ýòîãî òðàíçèñòîðà óñèëèâàþòñÿ ïîñëåäóþùèìè êàñêàäàìè.  Ôëóêòóàöèè òîêà êîëëåêòîðà ñèëüíî âîçðàñòàþò ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ íà êîëëåêòîðíîì ïåðåõîäå, êîãäà ïîëå â ïåðåõîäå íàñòîëüêî âåëèêî, ÷òî ñòàíîâèòñÿ çàìåòíуì ñïîíòàííîå ðàçìíîæåíèå íîñèòåëåé. Ïî ýòîé ïðè÷èíå íîìèíàëу ðåçèñòîðîâ  è  è ðåæèì ïîêîÿ òðàíçèñòîðîâ VT2 è VT3 ñëåäóåò çàäàâàòü òàêèìè, ÷òîáу íàïðÿæåíèå  ýòèõ òðàíçèñòîðîâ íå ïðåâуøàëî çíà÷åíèÿ 2-3  âî âñåì äèíàìè÷åñêîì äèàïàçîíå.  îòíîøåíèè òðàíçèñòîðà VT1 óñëîâèÿ äîëæíу áуòü åùå áîëåå æåñòêèìè. Íàïðÿæåíèå íà êîëëåêòîðíîì  ïåðåõîäå â ðåæèìå ïîêîÿ ýòîãî òðàíçèñòîðà ñëåäóåò çàäàòü  ïðÿìуì, ïîðÿäêà 0.05-0.06 Â. Òðàíçèñòîð áóäåò íàõîäèòüñÿ â íà÷àëå ðåæèìà íàñуùåíèÿ, íî ñóùåñòâåííîãî èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ åãî  âîëüòàìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè åùå íå ïðîèçîéäåò. Ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî ðåçêîå ñïàäàíèå òîêà ýìèòòåðà â ðåæèìå íàñуùåíèÿ ïðîèñõîäèò ëèøü ïðè çíà÷åíèÿõ ïðÿìîãî íàïðÿæåíèÿ íà êîëëåêòîðíîì ïåðåõîäå, ðàâíуõ íàïðÿæåíèþ íà ýìèòòåðíîì ïåðåõîäå.  ñëó÷àå êðåìíèåâуõ òðàíçèñòîðîâ ýòî ñîîòâåòñòâóåò çíà÷åíèÿì 0.5-0.6  .

      äàííîì ïàðàãðàôå ìу êàê áу îáðàòèì ðàñ÷åòíóþ çàäà÷ó è, âìåñòî îïðåäåëåíèÿ íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ íà îñíîâå çàäàííуõ ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ è ïàðàìåòðîâ ðåæèìà ïîêîÿ, îïðåäåëèì ïàðàìåòðу ðåæèìà, âçÿâ íîìèíàëу ðåçèñòîðîâ ðåàëüíîé ìèêðîñõåìу, è ïîêàæåì, ÷òî ýòè ïàðàìåòðу ðåæèìà ïðè ïàðàìåòðàõ òðàíçèñòîðîâ, äàííуõ â (1.1), òî÷íî ñîîòâåòñòâóþò èçëîæåííуì âуøå òðåáîâàíèÿì è â ïðåäåëàõ ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèé ñîâïàäàþò ñî çíà÷åíèÿìè ïàðàìåòðîâ  ðåæèìà ïîêîÿ ðåàëüíîé ÈÌÑ.

     Íîìèíàëу ðåçèñòîðîâ, âуðàæåííуå â êèëîîìàõ, ñëåäóþùèå: к9, к5, к0.6, кк0.1, к0.43, к6.3.

     Ïîñêîëüêó ïîòåíöèàëу ýìèòòåðîâ òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT3 îïðåäåëÿþòñÿ  òîêàìè  ïðîòåêàþùèìè ïî ðåçèñòîðàì è  ñîîòâåòñòâåííî, òî ïðåæäå âñåãî íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ñâÿçü ýòèõ òîêîâ ñ òîêàìè ýìèòòåðîâ.

     Íà îñíîâàíèè ñèñòåìу óðàâíåíèé Êèðõãîôà, íàéäåì

Ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèÿ íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ ïîëó÷èì

 (2.1)

Êðîìå òîãî çàìåòèì, ÷òî òîê, ïðîòåêàþùèé â ðåçèñòîðå êîëëåêòîðíîé íàãðóçêè êàæäîãî òðàíçèñòîðà, îòëè÷àåòñÿ îò òîêà ýìèòòåðà ýòîãî òðàíçèñòîðà íà âåëè÷èíó, ðàâíóþ ðàçíîñòè òîêîâ áàç ñîñåäíèõ òðàíçèñòîðîâ. Òàê êàê êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è òîêà áàçу ýòèõ b òðàíçèñòîðîâ ïîðÿäêà 100 è áîëåå, òî â îöåíî÷íуõ ðàñ÷åòàõ ñîâåðøåííî äîïóñòèìî ïðèíèìàòü òîê â íàãðóçêå ðàâíуì  òîêó  ýìèòòåðà  äàííîãî òðàíçèñòîðà.

     Ïðèñòóïèì ê àíàëèçó. Ïðåæäå âñåãî íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü îáëàñòü äîïóñòèìуõ çíà÷åíèé òîêà ýìèòòåðà êàæäîãî òðàíçèñòîðà. Íà÷íåì ñ òðàíçèñòîðà VT2.

     Ìàêñèìàëüíîå äîïóñòèìîå çíà÷åíèå òîêà ýìèòòåðà ýòîãî òðàíçèñòîðà áóäåò ðàâíî òîìó çíà÷åíèþ, ïðè êîòîðîì ïîòåíöèàë êîëëåêòîðà ýòîãî òðàíçèñòîðà ñòàíîâèòñÿ ðàâíуì  ïîòåíöèàëó  åãî  áàçу (к0) è òðàíçèñòîð îêàçуâàåòñÿ íà ãðàíè ðåæèìà íàñуùåíèÿ

Íà îñíîâàíèè (1.2) â ýòèõ óñëîâèÿõ ïîëó÷èì

Ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèè к6  è çíà÷åíèÿ äðóãèõ ïàðàìåòðîâ, ïðèäåì ê òðàíñöåíäåíòíîìó óðàâíåíèþ

èç êîòîðîãî, ïðåíåáðåãàÿ ìàëîé âåëè÷èíîé   , íàéäåì

     Åñëè òîê  óìåíüøàòü, òî áóäåò âîçðàñòàòü ïîòåíöèàë êîëëåêòîðà VT2 è, ñîîòâåòñòâåííî, ïîòåíöèàë áàçу VT3. Ýòî âуçîâåò ðîñò òîêà ýìèòòåðà  . Ïðè íåêîòîðîì çíà÷åíèè òîêà к îêàæåòñÿ íà ãðàíè íàñуùåíèÿ òåïåðü óæå òðàíçèñòîð VÒ3.  Ñëåäîâàòåëüíî , ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîå çíà÷åíèå òîêà ýìèòòåðà âòîðîãî òðàíçèñòîðà  ñâÿçàíî ñ ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìуì çíà÷åíèåì òîêà ýìèòòåðà òðåòüåãî òðàíçèñòîðà. Ýòà ñâÿçü âуòåêàåò èç î÷åâèäíуõ ñîîòíîøåíèé

Ñëåäîâàòåëüíî,

                    (2.2)

Çíà÷åíèå  íàõîäèòñÿ òåì æå ìåòîäîì, ÷òî è â ñëó÷àå îïðåäåëåíèÿ , ò.å

Ïîñêîëüêó ðå÷ü ïîêà èäåò ëèøü î ïðèáëèæåííîé îöåíêå ÷èñëåííîãî çíà÷åíèÿ , òî íà îñíîâàíèè (2.1) » è òîãäà

Íà îñíîâàíèè (1.2), ïîñêîëüêó к0,èìååì

îòêóäà

.             (2.3)

Òàê êàê çíà÷åíèå  óæå çàìåòíî îòëè÷àåòñÿ îò 1 ìÀ, òî ïðåíåáðåãàòü âåëè÷èíîé  â ýòîì óðàâíåíèè óæå íå ñëåäóåò. Ïðèìåíÿÿ ïðè ðåøåíèè óðàâíåíèÿ (2.3) ìåòîä ïîñëåäîâàòåëüíуõ  ïðèáëèæåíèé (ìåòîä èòåðàöèé), à â êà÷åñòâå íóëåâîãî ïðèáëèæåíèÿ çíà÷åíèå

óæå â ñëåäóþùåì ïðèáëèæåíèè ïîëó÷èì

÷òî îòâå÷àåò ïîãðåøíîñòè ìåíåå 1 %. Íà îñíîâàíèè (2.2) ,à ñåðåäèíå îáëàñòè äîïóñòèìуõ çíà÷åíèé òîêà  ñîîòâåòñòâóåò òîê

                        (2.4)

Ïðèìåì ýòó âåëè÷èíó çà çíà÷åíèå òîêà ýìèòòåðà VT2 â ïîêîå.

     Îïðåäåëèì çíà÷åíèÿ ïîòåíöèàëîâ êîëëåêòîðà è áàçу òðàíçèñòîðà VT2 â ïîêîå

.                     (2.5)

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ  âîñïîëüçóåìñÿ (1.2) è ó÷òåì, ÷òî ,

.

Îòñþäà, ïîäñòàâèâ çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ, ïîëó÷èì

,

                         (2.6)

Òàê êàê ïîòåíöèàë êîëëåêòîðà VÒ1 ðàâåí ïîòåíöèàëó áàçу VT2, òî ïî íàéäåííîìó çíà÷åíèþ  îïðåäåëèì òîê ýìèòòåðà VÒ1 â ïîêîå

 (2.7)

Îïðåäåëèì òåïåðü çíà÷åíèå òîêà ýìèòòåðà òðàíçèñòîðà VÒ3 â ïîêîå

Îòñþäà

(2.À)

(2.Á)

Íà îñíîâàíèè (1.2) èìååì

èëè

      (2.8)

Ðåøàÿ (2.8) ìåòîäîì èòåðàöèé, ïîëó÷èì

 (2.9)

     Îïðåäåëèì çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà áàçу òðàíçèñòîðà VT1 â ïîêîå. Êàê îòìå÷àëîñü â íà÷àëå äàííîãî ïàðàãðàôà, òðàíçèñòîð VT1, â öåëÿõ óìåíüøåíèÿ åãî øóìîâ, äîëæåí ðàáîòàòü â íà÷àëå ðåæèìà íàñуùåíèÿ.  ýòîé îáëàñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü óðàâíåíèå (1.2).Ñëåäîâàòåëüíî,

èëè,

             (2.10)

Ðåøàÿ óðàâíåíèå (2.10), ïîëó÷èì

                                   (2.11)

     Íà îñíîâàíèè (2.11) è (2.6) ìîæíî óáåäèòüñÿ, ÷òî çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ êîëëåêòîð-áàçà ïåðâîãî òðàíçèñòîðà â ïîêîå ðàâíî

ò.å. òðàíçèñòîð äåéñòâèòåëüíî íàõîäèòñÿ â íà÷àëå îáëàñòè íàñуùåíèÿ. Òàêæå ëåãêî óáåäèòüñÿ â òîì, ÷òî  íàéäåííîå  çíà÷åíèå  òîêà òðàíçèñòîðà VÒ3 â ïîêîå ñîîòâåòñòâóåò ñåðåäèíå åãî îáëàñòè àêòèâíîãî ðåæèìà. Âñå ýòî, âìåñòå âçÿòîå, ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî íîìèíàëу ðåçèñòîðîâ  ,  è  âуáðàíу  â  ïîëíîì  ñîîòâåòñòâèè  ñî ñâîéñòâàìè òðàíçèñòîðîâ, êîòîðуå âуðàæàþòñÿ óðàâíåíèåì (1.2), è óñëîâèåì îïòèìàëüíîñòè äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà óñèëèòåëÿ.

2.1.2. Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ è âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ

     Âуõîäíîå íàïðÿæåíèå òðåòüåãî êàñêàäà ÷èñëåííî  ðàâíî  ïîòåíöèàëó êîëëåêòîðà VT3

Ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ýòîãî íàïðÿæåíèÿ ðàâíà

                            (2.12)

Íà îñíîâàíèè (1.2) ïîëó÷àåì

         (2.13)

 ñîîòâåòñòâèè ñ (2.À), (2.Á) è (2.9), .

Òàê êàê

òî

Äàëåå, òàê êàê

òî

Ïîäñòàâëÿÿ ýòè çíà÷åíèÿ â (2.13), ïîëó÷èì

     (2.14)

ãäå

                            (2.15)

     Ðàññìàòðèâàÿ âòîðîé è ïåðâуé êàñêàäу, ïóòåì àíàëîãè÷íуõ äåéñòâèé íàéäåì

                      (2.16)

ãäå

(2.17)

è

          (2.18)

ãäå

(2.19)

  Ðåøàÿ ñèñòåìó (2.14), (2.16) è (2.18) ñîâìåñòíî, ïðèäåì ê óðàâíåíèþ

(2.20)

    Îïðåäåëèâ ÷èñëåííуå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ , , è ò.ä.  â âуáðàííîé ðàáî÷åé òî÷êå, íåòðóäíî óáåäèòüñÿ â  òîì,  ÷òî  ïåðâуé ÷ëåí ïðàâîé ÷àñòè (2.20) â äåñÿòêè òуñÿ÷ ðàç  ïðåâîñõîäèò âòîðîé ÷ëåí ýòîé ÷àñòè. Âòîðîé è ÷åòâåðòуé ÷ëåíу ëåâîé  ÷àñòè  â  ñóììå ïðåâîñõîäÿò ñóììó âñåõ îñòàëüíуõ ÷ëåíîâ ýòîé ÷àñòè áîëåå  ÷åì  â òуñÿ÷ó ðàç. Ñëåäîâàòåëüíî, ñ ïîãðåøíîñòüþ ìåíåå 0.1 %, óðàâíåíèå (2.20) ýêâèâàëåíòíî óðàâíåíèþ

èëè

              (2.20')

Îòñþäà, ïîëó÷àåì

   (2.21)

Òàê êàê g ïîðÿäêà 0.01 è Ñ₁ ðàâíî Ñ₂ ñ  ïîãðåøíîñòüþ  ìåíåå 0.2 %, òî ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 1 % èìååì

Âõîäíîå äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ïðåäóñèëèòåëÿ ðàâíî

Íà îñíîâàíèè (2.18) è (2.20') ìîæíî ïîëó÷èòü

Ñëåäîâàòåëüíî,

   (2.22)

      çàäàííîì ðåæèìå ïîêîÿ Ñ₁к18.758 êÎì^-1 C₂к18.792 êÎì^-1, Ñ₃к3.372·10^-2 êÎì^-1 , gк1.112·10^-2, òàê ÷òî

êÎì ,                 (2.22')

ò.å. áîëåå 1.5 ÌÎìà. Òàê êàê òî÷êà 1 (áàçà VT1) ÷åðåç ðåçèñòîð  è íàâåñíîé êîíäåíñàòîð C₂  ñîåäèíåíà ñ îáùåé øèíîé,  òî ôàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå âõîäíîãî äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ìèêðîñõåìу áóäåò ðàâíî, åñëè ó÷åñòü (2.22'), ñîïðîòèâëåíèþ ðåçèñòîðà .

 2.1.3. Ðàñ÷åò âуõîäíîãî óñòðîéñòâà

     Âуõîäíуì àêòèâíуì ýëåìåíòîì óñòðîéñòâà  ÿâëÿåòñÿ òðàíçèñòîð VÒ4, ïèòàåìуé îñíîâíуì ãåíåðàòîðîì ñòàáèëüíîãî òîêà (ÃÑÒ) (íà ìíîãîýìèòòåðíîì òðàíçèñòîðå VÒ8) è âñïîìîãàòåëüíуì ÃÑÒ, (íà òðàíçèñòîðå VÒ6). Îñíîâíîé ÃÑÒ ñëóæèò äëÿ óìåíüøåíèÿ âуõîäíîãî  ñîïðîòèâëåíèÿ ñõåìу. Âñïîìîãàòåëüíуé ÃÑÒ ÿâëÿåòñÿ ýëåìåíòîì óñòðîéñòâà ñäâèãà óðîâíÿ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ, íåîáõîäèìîãî äëÿ çàäàíèÿ ðàñ÷åòíîãî çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà áàçå  òðàíçèñòîðà  VT1 â ïîêîå,  ò.å. çíà÷åíèÿ . Òðàíçèñòîðу VT5 è VT7 â  äèîäíîì  âêëþ÷åíèè  ñëóæàò äëÿ çàäàíèÿ îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ , ïèòàþùåãî èñïîëíèòåëüíуå òðàíçèñòîðу ÃÑÒ.

     Ïîòåíöèàëу  è ñâÿçàíу ñîîòíîøåíèåì

,                           (2.23)

ãäå  ñîïðîòèâëåíèå öåïè îáðàòíîé ñâÿçè ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, ðåàëèçóåìîé ðåçèñòîðîì  èëè .

     Ïîëàãàÿ кк13 êÎì, ïîëó÷èì

к0.759 Â.

 ñîîòâåòñòâèè ñî ñõåìîé âêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðîâ VT5 è VT7, íà îñíîâàíèè (1.2) èìååì

 èëè

 (2.24)

     Ðåøàÿ ýòî óðàâíåíèå ïðè R₁₀к6 êÎì, íàéäåì

U^**к0.632 Â.

Òîê âñïîìîãàòåëüíîãî ÃÑÒ (òîê êîëëåêòîðà VÒ6) áóäåò ðàâåí

к0.789 ìÀ.                               (2.25)

     Òîê îñíîâíîãî ÃÑÒ (òîê êîëëåêòîðà VÒ8)

                       (2.26)

ãäå n - ÷èñëî ýìèòòåðîâ òðàíçèñòîðà VT8.

     Òîê ýìèòòåðà òðàíçèñòîðà VÒ4 â ïîêîå

         (2.27)

     Òîê ýìèòòåðà VT4 ðàâåí ñóììå òîêîâ êîëëåêòîðîâ VT6 è VT8. Ïðèðàâíèâàÿ (2.27) ñóììå (2.25) è (2.26) è ëîãàðèôìèðóÿ îáå ÷àñòè ðàâåíñòâà, ïðèäåì ê óðàâíåíèþ

       (2.28)

êîòîðîå îïðåäåëÿåò çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà ýìèòòåðà VT4 â ïîêîå, ò.å. çíà÷åíèå ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.

     Ïîëàãàÿ nк4 è ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ ðåæèìà ïîêîÿ, ïîëó÷èì

                (2.28')

Ïåðâуé ÷ëåí ýòîãî óðàâíåíèÿ ìàë ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèìè ÷ëåíàìè è,  êðîìå òîãî, î÷åíü ñëàáî çàâèñèò îò çíà÷åíèÿ . Óðàâíåíèå (2.28') ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíîå è åãî êîðåíü ðàâåí

Ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R₉ ðàâíî

÷òî ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò óêàçàííîìó â ïàñïîðòå ÈÌÑ çíà÷åíèþ íîìèíàëà ýòîãî ðåçèñòîðà.

     Äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå îñíîâíîãî ÃÑÒ íà òðàíçèñòîðå VT8

     Íà îñíîâàíèè  (2.26) èìååì

    (2.29)

     Äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå âñïîìîãàòåëüíîãî ÃÑÒ íà òðàíçèñòîðå VT6 ñîñòàâëÿåò

Íà îñíîâàíèè (2.25) ïîëó÷àåì

           (2.30)

     Ïîëíîå äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå â öåïè ýìèòòåðà VÒ4, ñîñòàâèò

          (2.31)

Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà ïî ïåðåìåííîìó òîêó ìîæåò áуòü ïðåäñòàâëåíà ðèñóíêîì 2.2.

  Îïðåäåëèì çíà÷åíèÿ êîýô-ôèöèåíòà ïåðåäà÷è íàïðÿæåíèÿ îêîíå÷íуì êàñêàäîì è âуõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ.

     Ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ âуõîäíîãî òîêà - ýòî ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà ýìèòòåðà VÒ4. Ñîãëàñíî (2.27) èìååì

Ðèñ.2.2. Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà

âуõîäíîãî óñòðîéñòâà.

.                          (2.27')

Òàê êàê dU_Ê3 - ýòî ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ íà âõîäå îêîíå÷íîãî êàñêàäà  , à dU_Ý4 - ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ íà âуõîäå   è, ñëåäîâàòåëüíî,

,

òî, â ñîîòâåòñòâèè ñ (2.27'), èìååì

Âåëè÷èíà  íè÷òîæíî ìàëà ïî ñðàâíåíèþ ñ âåëè÷èíîé  è åþ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Ïîäåëèâ ÷èñëèòåëü è çíàìåíàòåëü ïðåäуäóùåãî âуðàæåíèÿ íà  , ïîëó÷èì

Âåëè÷èíà  îòíîñèòåëüíî ìàëà, åþ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü ïî ñðàâíåíèþ ñ 1.  òàêîì ñëó÷àå, âуðàæåíèå äëÿ óïðîùàåòñÿ è èìååò âèä

                 (2.32)

     Êàê âèäèì, ïðè R_Íк¥ , êîýôôèöèåíò  ïåðåäà÷è íàïðÿæåíèÿ âуõîäíуì  óñòðîéñòâîì  ðàâåí  1 è êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ âñåé ìèêðîñõåìу ðàâåí êîýôôèöèåíòó  óñèëåíèÿ ïåðâуõ òðåõ êàñêàäîâ (2.21). Ñ óìåíüøåíèåì ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è íàïðÿæåíèÿ óìåíüøàåòñÿ.

     Óðàâíåíèÿ (2.21) ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü çíà÷åíèå âуõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ÈÌÑ. Äåéñòâèòåëüíî, ïðè R_Íк¥, . Êàê áуëî  ðàíåå ïîêàçàíî, âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ÷èñëåííî ðàâíî  òàêîìó  çíà÷åíèþ ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè, ïðè êîòîðîì âуõîäíîå íàïðÿæåíèå óìåíüøàåòñÿ â 2 ðàçà ïðè òîì æå çíà÷åíèè âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.  Ñîãëàñíî (2.32) ýòî áóäåò èìåòü ìåñòî, åñëè R_Í  óäîâëåòâîðÿåò ðàâåíñòâó

Ñëåäîâàòåëüíî, èìååì

  .                   (2.33)

 ðàññìàòðèâàåìîì íàìè êîíêðåòíîì ñëó÷àå èìååì  R_Íк6.7•10^-3 êÎìк6.7 Îì.

2.2 Îïåðàöèîííуé óñèëèòåëü

     Îïåðàöèîííуé óñèëèòåëü - ýòî óñèëèòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà, îñíîâàííуé íà ïðèíöèïå äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëåíèÿ, îáëàäàþùèé áîëüøèì êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ (Ê_Uк10⁴¸10⁶) è ïðåäíàçíà÷åííуé äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ðàçëè÷íîãî ðîäà ëèíåéíуõ îïåðàöèé  íàä ñèãíàëàìè. Íîìåíêëàòóðà îïåðàöèîííуõ óñèëèòåëåé â íàñòîÿùåå âðåìÿ âåñüìà ðàçíîîáðàçíà, íî âñå îíè èìåþò òîæäåñòâåííóþ  ñòðóêòóðó (Ðèñ.2.3).

Ðèñ.2.3. Ñòðóêòóðà îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ (à) è

åãî óñëîâíîå îáîçíà÷åíèå (á)

    Äèôôåðåíöèàëüíуé óñèëèòåëü (êàê ïðàâèëî ìíîãîêàñêàäíуé) èìååò äâà âõîäà. Â çàâèñèìîñòè îò òîãî, íà êàêîé èç ýòèõ âõîäîâ ïîäàåòñÿ  ñèãíàë, âуõîäíîå íàïðÿæåíèå îêàçуâàåòñÿ ëèáî ñèíôàçíуì ñ âõîäíуì  íàïðÿæåíèåì, ëèáî èìååò ïðîòèâîïîëîæíóþ åìó ôàçó. Ñîîòâåòñòâåííî, îäèí èç âõîäîâ íàçуâàþò íåèíâåðòèðóþùèì (+), äðóãîé - èíâåðòèðóþùèì (-).

  Èñïîëüçîâàíèå  èíâåðòèðóþùåãî  âõîäà ïîçâîëÿåò îñóùåñòâëÿòü îòðèöàòåëüíóþ  îáðàòíóþ  ñâÿçü  âуõîäà  ñî âõîäîì, èñïîëüçîâàíèå æå íåèíâåðòèðóþùåãî âõîäà - ïîëîæèòåëüíóþ îáðàòíóþ ñâÿçü. Ìåíÿÿ  õàðàêòåð  è  ñòðóêòóðó  îáðàòíîé ñâÿçè ìîæíî ïðèäàòü îïåðàöèîííîìó óñèëèòåëþ ñâîéñòâà ñàìуõ ðàçëè÷íуõ ôóíêöèîíàëüíуõ óñòðîéñòâ: âуñîêîñòàáèëüíуõ óñèëèòåëåé íàïðÿæåíèÿ è òîêà, ãåíåðàòîðîâ ðàçëè÷íуõ ôîðì êîëåáàíèé, èíòåãðàòîðîâ, äèôôåðåíöèàòîðîâ,  ñóììàòîðîâ, ñðàâíèâàþùèõ óñòðîéñòâ, òðèããåðîâ è ò.ä.  íàñòîÿùåå âðåìÿ  èìååòñÿ íåñêîëüêî ñîòåí òèïîâуõ ñõåì èñïîëüçîâàíèÿ  îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ. Ýòà ôóíêöèîíàëüíàÿ óíèâåðñàëüíîñòü îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ äåëàåò åãî îñíîâíуì áàçîâуì óñòðîéñòâîì àíàëîãîâîé èíòåãðàëüíîé ñõåìîòåõíèêè.

     Íèæå, â êà÷åñòâå ïðèìåðà äëÿ àíàëèòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà, ïðèâîäèòñÿ ìèêðîñõåìà Ê140ÓÄ1 (ðèñ.2.4).

Ðèñ.2.4. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà îïåðàöèîííîãî

óñèëèòåëÿ Ê140ÓÄ1.

    Îñíîâó óñèëèòåëÿ ñîñòàâëÿåò äèôôåðåíöèàëüíуé óñèëèòåëü íà òðàíçèñòîðàõ VT1, VT2. Ýìèòòåðíîñâÿçàííуå òðàíçèñòîðу VT4 è VT5 îáðàçóþò âòîðîé óñèëèòåëüíуé êàñêàä. Òðàíçèñòîðу VT3 è VÒ6 îáðàçóþò ÃÑÒ1, ïèòàþùèé äèôôåðåíöèàëüíуé óñèëèòåëü. Âòîðàÿ  òðàíçèñòîðíàÿ ïàðà VT6 è VT8 îáðàçóåò âòîðîé  ÃÑÒ, ïèòàþùèé  óñòðîéñòâî ñäâèãà óðîâíÿ (òðàíçèñòîð  VT7). Âуõîäíуì  óñòðîéñòâîì  ÿâëÿåòñÿ ýìèòòåðíуé ïîâòîðèòåëü íà òðàíçèñòîðå VÒ9.

2.2.1. Îïðåäåëåíèå òîêà ÃÑÒ 1

  Äëÿ âõîäíîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ ÿâëÿåòñÿ ïðèíöèïèàëüíî âàæíуì, ÷òîáу äèíàìè÷åñêîå  ñîïðîòèâëåíèå ÃÑÒ, ïèòàþùåãî ýòîò óñèëèòåëü, áуëî áу ïî  âîçìîæíîñòè  áîëüøèì. Ýòèì îïðåäåëÿåòñÿ êàê çíà÷åíèå âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ óñèëèòåëÿ, òàê è çíà÷åíèå òàêîãî âàæíîãî ïàðàìåòðà, êàê êîýôôèöèåíò ïîäàâëåíèÿ ñèíôàçíуõ ïîìåõ, ò.å.  ñòåïåíü  íåçàâèñèìîñòè  ïàðàìåòðîâ óñèëåíèÿ îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, òåìïåðàòóðу, ñòàðåíèÿ òðàíçèñòîðîâ è ò.ï.

      ïàðàãðàôå 1.1.1. ïîä÷åðêèâàëîñü, ÷òî áåñêîíå÷íî  áîëüøîå äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ÃÑÒ ìîæåò áуòü ïîëó÷åíî ïðè îïðåäåëåííîì çíà÷åíèè íàïðÿæåíèÿ íà ýìèòòåðíîì ïåðåõîäå óïðàâëÿåìîãî òðàíçèñòîðà ÃÑÒ (VT3), óäîâëåòâîðÿþùåì óñëîâèþ . Êàê áуëî ïîêàçàíî â 1.1.3, ýòî óñëîâèå ìîæåò áуòü ëåãêî ðåàëèçîâàíî, åñëè èñïîëüçîâàòü àêòèâíуé òðàíñôîðìàòîð (äåëèòåëü) òîêà. Íåòðóäíî çàìåòèòü, ÷òî â ðàññìàòðèâàåìîé ìèêðîñõåìå çàäàþùèé ýëåìåíò ÃÑÒ1 êàê ðàç è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òàêîé òðàíñôîðìàòîð.

     Îäíàêî, åñëè èñïîëüçîâàòü òå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ äëÿ òðàíçèñòîðà VÒ3, ÷òî èñïîëüçîâàëèñü â ïåðâîé ãëàâå, òî òîê ÃÑÒ1 ïðè  áóäåò íè÷òîæíî ìàëуì (ïîðÿäêà       0.03 ìÀ) è òðàíçèñòîð VÒ5 îêàæåòñÿ â ðåæèìå íàñуùåíèÿ äàæå â óñëîâèÿõ ïîêîÿ.

    Ìу óæå îòìå÷àëè, ÷òî çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ b_Ý, c, m ñëàáî çàâèñÿò îò òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà è òîïîëîãèè ñòðóêòóðíуõ ýëåìåíòîâ òðàíçèñòîðà. Çíà÷åíèå æå ïàðàìåòðà I₀₀ îïðåäåëÿåòñÿ ïëîùàäüþ ýìèòòåðíîãî ïåðåõîäà è ðàçðàáîò÷èê ìîæåò  ëåãêî  óïðàâëÿòü ýòèì çíà÷åíèåì.

   Îñíîâуâàÿñü íà  ýòîì, äëÿ  ïàðàìåòðîâ b_Ý , c è m , òðàíçèñòîðà VT3 îñòàâèì èõ ïðåæíèå çíà÷åíèÿ (b_Ýк31.56 Â^-1, cк0.619 Â^-2 , mк0.329 Â^-1), à òðåáóåìîå çíà÷åíèå ïàðàìåòðà I₀₀ ýòîãî òðàíçèñòîðà îïðåäåëèì íà îñíîâå çàäàííуõ íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ òðàíñôîðìàòîðà òîêà, ïîëîãàÿ ÷òî âуïîëíÿåòñÿ óñëîâèå èäåàëüíîñòè к0.531 Â.

Îïîðíîå íàïðÿæåíèå  ðàâíî

Ñëåäîâàòåëüíî, ïîëó÷àåì

                   (2.34)

Êðîìå òîãî, ïîëó÷èì

        (2.35)

è

,                              (2.36)

èç (2.35) ïîëó÷èì I_Ý6к1.464 ìÀ, èç (2.34) I_Ý3к0.4276 ìÀ, ñëåäîâàòåëüíî к2.254•10^-8 ìÀ. Ïàðàìåòð  òðàíçèñòîðà VT3 ïðåâуøàåò çíà÷åíèå ïàðàìåòðà I₀₀ äðóãèõ òðàíçèñòîðîâ ìèêðîñõåìу â 13.1 ðàçà. Áðàòü äðóãèå òðàíçèñòîðу èäåíòè÷íуìè òðàíçèñòîðó VÒ3 íå  ñëåäóåò. Óâåëè÷åíèå ïàðàìåòðà I₀₀ îçíà÷àåò óâåëè÷åíèå  òîêà òðàíçèñòîðà ïðè òåõ æå íàïðÿæåíèÿõ íà ýëåêòðîäàõ, à ýòî, ïðè çàäàííуõ ñîïðîòèâëåíèÿõ ðåçèñòîðîâ â öåïÿõ êîëëåêòîðîâ,  îáóñëàâëèâàåò ñóùåñòâåííîå ñíèæåíèå äèíàìè÷åñêîãî äèàïàçîíà óñèëèòåëÿ.

     Òîê ïåðâîãî ÃÑÒ ñîñòàâèò

               (2.37)

     Îïîðíîå íàïðÿæåíèå

к4.6785 Â.                             (2.38)

2.2.2. Ðåæèìу ïîêîÿ äèôêàñêàäîâ

     Â ðåæèìå ïîêîÿ (U_Á1кU_Á2к0) òîê ýìèòòåðîâ VT1 è VT2 îäèíàêîâ è ðàâåí 0.5·I_Ã1 . Ñëåäîâàòåëüíî, ïîòåíöèàëу êîëëåêòîðîâ òðàíçèñòîðîâ òàêæå îäèíàêîâу è ðàâíу

      (2.39)

     Íàïðÿæåíèÿ áàçà-ýìèòòåð  îïðåäåëÿþòñÿ èç óðàâíåíèÿ òîêà ýìèòòåðà

.      (2.40)

  Ðàñ÷åò  ïàðàìåòðîâ ðåæèìà ïîêîÿ âòîðîãî äèôêàñêàäà ñëîæíåå, ïîñêîëüêó çäåñü  îòñóòñòâóåò  ÃÑÒ è  ñóììà òîêîâ ýìèòòåðîâ òàêæå ïîäëåæèò îïðåäåëåíèþ. Äàëåå ìу ðàññìîòðèì ìåòîäèêó ðàñ÷åòà, ïîëàãàÿ çíà÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèé R₅ è R₈ çàäàííуìè. Çàòåì îáñóäèì âîïðîñ î ôàêòîðàõ, îïðåäåëÿþùèõ âуáîð ýòèõ çíà÷åíèé.

     Ïîòåíöèàë ýìèòòåðîâ äèôôåðåíöèàëüíîé ïàðу VT4 è VÒ5 ðàâåí

Ïîòåíöèàëу áàç òðàíçèñòîðîâ VT4 è VT5 â ïîêîå ðàâíу

Ïîëó÷èì òàêæå ñëåäóþùèå íàïðÿæåíèå:

,

,

     öåëÿõ ñîêðàùåíèÿ äàëüíåéøèõ çàïèñåé ââåäåì îáîçíà÷åíèÿ

                                               (2.41)

Òîêè ýìèòòåðîâ VT4 è VT5 â ïîêîå ïðåäñòàâÿòñÿ òîãäà âуðàæåíèÿìè

                                 (2.42)

.  (2.43)

     Èç óðàâíåíèÿ (2.42) ñëåäóåò

                            (2.44)

Êàê âèäèì, ñóììà òîêîâ ýìèòòåðîâ ëèøü íåçíà÷èòåëüíî ïðåâуøàåò âåëè÷èíó , ïîñêîëüêó  ïî ìîäóëþ ñóùåñòâåííî ìåíüøå åäèíèöу.

     Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïðè âîçìîæíîì èçìåíåíèè òîêà I_Ý4 , îáóñëîâëåííîì èçìåíåíèåì âõîäíуõ íàïðÿæåíèé íà òðàíçèñòîðàõ VÒ4 è VÒ5,ñóììà òîêîâ ýòèõ òðàíçèñòîðîâ áóäåò èçìåíÿòüñÿ íåçíà÷èòåëüíî. Äðóãèìè ñëîâàìè, âíîñÿ ñèëüíóþ îòðèöàòåëüíóþ îáðàòíóþ ñâÿçü, ðåçèñòîð R₅ èãðàåò êàê áу ðîëü ÃÑÒ, ïèòàþùåãî ýòó ïàðó òðàíçèñòîðîâ.

     Çíà÷åíèå ñóììу òîêîâ ýìèòòåðîâ VÒ4 è VÒ5,  îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíèåì (2.45)

              (2.45)

Ïðèáëèæåííîå ðåøåíèå ýòîãî óðàâíåíèÿ ìîæåò áуòü ïîëó÷åíî èç óðàâíåíèÿ (2.44), åñëè ó÷åñòü òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî òîê I_Ý4 â ðåæèìå ïîêîÿ ïðèìåðíî ðàâåí ïîëîâèíå G, ò.å. .       òàêîì ñëó÷àå èìååì

                           (2.46)

Èòåðàöèîííàÿ ôîð-ìóëà äëÿ îïðåäåëåíèÿ áîëåå òî÷íîãî çíà÷åíèÿ êîðíÿ (2.45) ìîæåò  áуòü  ïîëó÷åíà  íà  ñëåäóþùåé îñíîâå.

  Êîðåíü óðàâíåíèÿ (2.45) - ýòî çíà÷åíèå àáñöèññу òî÷êè ïåðå-ñå÷åíèÿ ïðÿìîé yкG è êðèâîé yкf(G), ãäå f(G) - ïðàâàÿ ÷àñòü óðàâíåíèÿ (2.45). Íà ðèñ.2.5 ýòî òî÷êà A^* ñ àáñöèññîé G^*.

Ðèñ.2.5. Ïîÿñíåíèå ê óðàâíåíèþ (2.45).

    Ðåøåíèþ GкG_i â êàêîì-òî i-îì ïðèáëèæåíèè ñîîòâåòñòâóåò òî÷êà A_i . Ïðîâåäåì  ÷åðåç  ýòó   òî÷êó   êàñàòåëüíóþ ê êðèâîé yкf(G).

  Òàê êàê êðóòèçíà yкf(G) ôóíêöèè î÷åíü âåëèêà, òî âå-ëè÷èíà G_i+1кG_i+DG_i, ãäå , áóäåò îòëè÷àòüñÿ îò G^* ñóùåñòâåííî ìåíüøå ïî ñðàâíåíèþ ñ îòëè÷èåì âåëè÷èíу G_i îò G^*. Ïðîäåëàâ  â òî÷êå A_i+1 òàêèå æå  ïîñòðîåíèÿ,  îïðåäåëèì G_i+2 ,êîòîðîå áóäåò îòëè÷àòüñÿ îò G^* åùå ìåíüøå. Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü çíà÷åíèé G_i ,G_i+1, G_i+2 è ò.ä. î÷åíü áуñòðî  ñõîäèòñÿ ê çíà÷åíèþ G^*.

  Âуïîëíèâ  äèôôåðåíöèðîâàíèå  ïðàâîé ÷àñòè (2.45) è ïîäñòàâèâ çíà÷åíèå tga â âуðàæåíèå äëÿ DG_i , ïîëó÷èì èòåðàöèîííóþ ôîðìóëó â îêîí÷àòåëüíîì âèäå.

             (2.47)

ãäå , ò.å. çíà÷åíèå òîêà I_Ý5  â i-òîì ïðèáëèæåíèè.

     Îïðåäåëèâ çíà÷åíèÿ G, U_Ý5, I_Ý5 , íàéäåì äàëåå ãëàâíóþ äëÿ íàñ âåëè÷èíó - âуõîäíîå íàïðÿæåíèå âòîðîãî êàñêàäà

U_Ê5к E_Ï-R₈•I_Ý5.

   Îáñóäèì òåïåðü âîïðîñ î êðèòåðèÿõ âуáîðà çíà÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ R₅, êîòîðуì îïðåäåëÿåòñÿ, â îñíîâíîì, çíà÷åíèå G.

   Ãëàâíàÿ îñîáåííîñòü è äîñòîèíñòâî äèôêàñêàäà - ýòî ñïîñîáíîñòü ïåðåêëþ÷àòü òîê G â îäíî èç ïëå÷. Òðàíçèñòîð ñîîòâåòñòâóþùåãî ïëå÷à äîëæåí îñòàâàòüñÿ ïðè ýòîì â îòêðуòîì ðåæèìå. Òðàíçèñòîðó VÒ4 ïåðåõîä â ðåæèì íàñуùåíèÿ íå ãðîçèò ïðè  ëþáîì  çíà÷åíèè G , òàê êàê â öåïè  êîëëåêòîðà  ýòîãî  òðàíçèñòîðà  îòñóòñòâóåò  ðåçèñòîð. Òðàíçèñòîð æå VT5 áóäåò îñòàâàòüñÿ â àêòèâíîì ðåæèìå  òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè   óäîâëåòâîðÿåò íåðàâåíñòâó

, ò.å.

ïðè R₈ к 5 êÎì.

     Ïðèíÿâ  Gк1.245 ìÀ, èç  ôîðìóëу (2.46) ïîëó÷èì Âк146.740 ìÀ^-1. Íî òîãäà, íà îñíîâàíèè (2.41), R₅к4.14 êÎì. Ïðè ýòîì íà ñõåìå óêàçàíî çíà÷åíèå R₅к3.6 êÎì. Áëèçêîå ñîâïàäåíèå ðàñ÷åòíîãî è óêàçàííîãî íà ñõåìå çíà÷åíèé R₅ ñâèäåòåëüñòâóåò î íåïëîõîì  ñîîòâåòñòâèè  ïðèíÿòуõ íàìè çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ çíà÷åíèÿì ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ ðåàëüíîé ìèêðîñõåìу.  ýòîì æå ìу óáåæäàëèñü  è  íà ïðèìåðå ìèêðîñõåìу Ê123ÓÍ.

    Íàøà çàäà÷à, îäíàêî, çàêëþ÷àåòñÿ â ïðîâåäåíèè ðàñ÷åòîâ íà îñíîâå ïðèíÿòуõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ òðàíçèñòîðîâ è â ïîëíîì ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè îïòèìàëüíîñòè ðåæèìà ðàáîòу ñõåìу. Ïîýòîìó â äàëüíåéøåì áóäåì ñ÷èòàòü      R₈к5 êÎì è R₅к 4.2 êÎì.

       òàêîì ñëó÷àå ïàðàìåòðу (2.41) â ðåæèìå ïîêîÿ áóäóò èìåòü ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ

À к 182.2183,

 к 148.74095 ìÀ^-1,

Ñ к 16.222435 ìÀ^-1,                  (2.48)

Ä к 12.999 ìÀ^-2 .

     Ðåøèâ óðàâíåíèå (2.45), ïîëó÷èì

                      (2.49)

     Êðóòèçíà õàðàêòåðèñòèêè Yкf(G) â äèàïàçîíå DG_i î÷åíü âåëèêà, ïîýòîìó â ýòîì äèàïàçîíå çíà÷åíèå G äîëæíî âу÷èñëÿòüñÿ ñ òî÷íîñòüþ, ïî êðàéíåé ìåðå, äî ïÿòîãî çíàêà ïîñëå  çàïÿòîé, ÷òîáу óðàâíåíèå (2.45) óäîâëåòâîðÿëîñü ñ òî÷íîñòüþ ïîðÿäêà 0.1 %.

     Íà îñíîâàíèè (2.49) ïîòåíöèàëу êîëëåêòîðà  VÒ5 è áàçу VT7 â ðåæèìå ïîêîÿ ðàâíу

                  (2.50)

2.2.3. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïåðâîãî êàñêàäà

    Îáùàÿ  ñõåìà  ðàñ÷åòîâ   îñòàåòñÿ  òàêîé  æå,  êàê  â  ïàðàãðàôå 1.5. Îòëè÷èåì áóäåò ÿâëÿòüñÿ ëèøü òî, ÷òî òîê, ïðîòåêàþùèé â  ðåçèñòîðàõ R₁ è R₃ , áóäåì ñ÷èòàòü ðàâíуì òîêó ýìèòòåðà ñîîòâåòñòâóþùåãî òðàíçèñòîðà, ò.å. ïðåíåáðåæåì âåëè÷èíîé ðàçíîñòè òîêîâ áàç òðàíçèñòîðîâ VT1 è VT5 (VT2 è VT4). Áàçó òðàíçèñòîðîâ VÒ2  (òî÷êà 9) áóäåì ñ÷èòàòü çàìêíóòîé íà îáùóþ øèíó.

      òàêîì ñëó÷àå, íà îñíîâå îáùåãî óðàâíåíèÿ äëÿ òîêà I_Ý2кI _Ã1-I_Ý1  ïîëó÷èì

             (2.51)

ãäå

             (2.52)

Òàê êàê I_Ã1к0.4236 ìÀ, òî - ñîîòâåòñòâåííî ïîëó÷èì

À₁ к21.3835 ; Â₁к33.8225.                   (2.53)

   Òî÷íî òàê æå, íà îñíîâå óðàâíåíèÿ äëÿ òîêà I_Ý1  , ìîæíî ïðèéòè ê óðàâíåíèþ, îïðåäåëÿþùåìó çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà áàçу VÒ1 (âõîäíîå íàïðÿæåíèå) U_Á1 ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè òîêà I_Ý1.

                             (2.54)

ãäå

Ïîòåíöèàëу êîëëåêòîðîâ ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè I_Ý1 îïðåäåëÿþòñÿ èç ñîîòíîøåíèé

                (2.55)

Ðåçóëüòàòу ðàñ÷åòîâ ïî ýòèì ôîðìóëàì  ïðèâåäåíу  â   òàáëèöå 2.1.  èíòåðâàëå çíà÷åíèé âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ 0±15 ì ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíà è êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ Ê_U1 ðàâåí 34.7.

Òàáëèöà 2.1

     Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïåðâîãî êàñêàäà

IÝ1/IÃ1	IÝ1,ìA	UÝ, Â	UÁ1, Â	UÊ1, Â	UÊ2, Â
0.10	0.04236	-0.60316	-6.489·10^-2	7.467	4.079
0.20	0.08472	-0.59918	-4.157·10^-2	7.044	4.502
0.40	0.16944	-0.58992	-1.233·10^-2	6.197	5.349
0.45	0.19062	-0.58721	-6.107·10^-3	5.985	5.561
0.50	0.21180	-0.58429	0.000	5.773	5.773
0.55	0.23298	-0.58111	6.109·10^-3	5.561	5.985
0.60	0.25416	-0.57760	1.233·10^-3	5.349	6.197
0.80	0.33888	-0.55762	4.162·10^-2	4.502	7.044
0.90	0.38124	-0.53828	6.497·10^-2	4.079	7.467

2.2.4. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âòîðîãî êàñêàäà

     Òîêè ýìèòòåðîâ òðàíçèñòîðîâ VT4 è VT5 â ðàáî÷åì ðåæèìå îïðåäåëÿþòñÿ ñèñòåìîé óðàâíåíèé, àíàëîãè÷íîé ñèñòåìå (2.42) - (2.45)

                       (2.42’)

  (2.43’)

  (2.45’)

â êîòîðîé

(2.41’)

Èòåðàöèîííàÿ ôîðìóëà (2.47) ïðèíèìàåò âèä

        (2.47’)

â êîòîðîé

Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà  ïåðåäàòî÷íîé  õàðàêòåðèñòèêè  ñëåäóþùèé.  èíòåðâàëå îò U_Ê1min äî U_Ê1max çàäàåòñÿ ðÿä ðàâíî-îòñòàþùèõ çíà÷åíèé U_Ê1 è ñîîòâåòñòâóþùèõ èì çíà÷åíèé U_Ê2 . Äëÿ êàæäîé òàêîé ïàðу îïðåäåëÿþòñÿ çíà÷åíèÿ  ïàðàìåòðîâ (2.41') è ðåøàåòñÿ óðàâíåíèå (2.45'). Ïî íàéäåííуì çíà÷åíèÿì I_Ý5   âу÷èñëÿþòñÿ çíà÷åíèÿ âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ U_Ê5  .

     Ãðàíèöу èíòåðâàëà U_Ê1min è U_Ê1max îïðåäåëÿþòñÿ íà îñíîâå äàííуõ î òàêîì çíà÷åíèè äèôôåðåíöèàëüíîãî âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ïðè êîòîðîì ïðàêòè÷åñêè ïðîèñõîäèò ïåðåêëþ÷åíèå òîêà â ïëå÷àõ äèôêàñêàäà. Ïðè ýòîì òîê â îäíîì èç ïëå÷ äèôêàñêàäà ñòàíîâèòñÿ ðàâíуì 0.9G èëè 0.1G ïðè çíà÷åíèÿõ äèôôåðåíöèàëüíîãî âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ±65 ìÂ, ñîîòâåòñòâåííî. Ïîñêîëüêó äèôôåðåíöèàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå âòîðîãî êàñêàäà èìååò âèä ðàçíîñòè

,

òî ãðàíè÷íуå çíà÷åíèÿ U_Ê1.ÃÐ, ñîîòâåòñòâóþùèå ïåðåêëþ÷åíèþ òîêà â ýòîì äèôêàñêàäå, îïðåäåëÿåòñÿ ðàâåíñòâîì

Îòñþäà ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî .

      êà÷åñòâå   ïðèìåðà  ïðîèçâåäåì ðàñ÷åò  äëÿ çíà÷åíèÿ U_Ê1 âáëèçè îäíîé èç ãðàíèö, à èìåííî Â. Ïðè ýòîì U_{Ê 2}к5.741 Â, ïàðàìåòðу (2.41') èìåþò ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ

À₄к 181.18823,

Â₄к 148.82415,

À₅к 183.24711,

Â₅к 148.65776,

Ñ₅к 16.321475,

Ä к 12.999.

Çíà÷åíèå  ñóììу  òîêîâ G  â íóëåâîì  ïðèáëèæåíèè  âîçüìåì  ðàâíуì G₀к1.231 ìÀ, ÷òî ñëåäóåò èç óðàâíåíèÿ (2.42'), åñëè I_Ý4 ïðèíÿòü ðàâíуì 0.1G . Òîãäà, íà îñíîâàíèè (2.47') âî âòîðîì ïðèáëèæåíèè ïîëó÷èì G₂к1.229802 ìÀ è óðàâíåíèå (2.56') óäîâëåòâîðÿòñÿ ñ òî÷íîñòüþ 4•10^-6 ìÀ. Òîêè â ïëå÷àõ

ðàâíу

I_Ý4к0.1593583 ìÀ.

I_Ý5к 1.0704402 ìÀ,

Âуõîäíîå  íàïðÿæåíèå ñîñòàâëÿåò U_Ê5к6.647799 Â.

 òàáëèöå 2.2. äàíу ðàññ÷èòàííуå òàêèì æå ïóòåì çíà÷åíèÿ ïîòåíöèàëà êîëëåêòîðà VÒ5 (òðåòèé ñòîëáåö) â èõ çàâèñèìîñòè îò âуáðàííуõ çíà÷åíèé U_Ê1 (âòîðîé ñòîëáåö).

Òàáëèöà 2.2

  Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâóõêàñêàäíîãî

          äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ

UÁ1, ìÂ	UÊ1, Â	UÊ5, Â	DUÊ5, Â
0.9219	5.741	11.5576	2.3997
0.5762	5.753	10.8369	1.6786
0.4322	5.758	10.4890	1.3312
0.2881	5.763	10.0851	0.9271
0.1440	5.768	9.6356	0.4776
0.0000	5.773	9.1579	0.0000
-0.14400	5.778	8.6728	0.4851
-0.2881	5.783	8.2011	0.9568
-0.4322	5.788	7.7615	1.3964
-0.5762	5.793	7.3680	1.7900
-0.9219	5.805	6.6478	2.5101

Îáðàòèâøèñü ê òàáëèöå 2.1 , çàìåòèì ÷òî âñå çíà÷åíèÿ U_Ê1 òàáëèöу 2.2 ëåæàò â ïðåäåëàõ  îò 5.741  äî 5.05 Â, ïðè ýòîì ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïåðâîãî êàñêàäà ëèíåéíà è êîýôôèöèåíò  ïåðåäà÷è íàïðÿæåíèÿ ðàâåí 34.71. Ïîýòîìó ëåãêî ïåðåéòè îò çíà÷åíèé U_Ê1 ê çíà÷åíèÿì âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ U_Á1 (ïåðâуé ñòîëáåö  òàáëèöу 2.2) è ïîëó÷èòü ïåðåäàòî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó äâóõêàñêàäíîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî  óñèëèòåëÿ. Ãðàôèê ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè äàí íà  ðèñ.2.6. Ïî îñè àáñöèññ çäåñü îòëîæåíу çíà÷åíèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ U_Á1, à ïî îñè îðäèíàò - çíà÷åíèÿ ðàçíîñòè . Ïðè ýòîì, äëÿ ëó÷øåãî ñðàâíåíèÿ, çíà÷åíèÿ  DU_Ê5 ,ñîîòâåòñòâóþùèå  ïîëîæèòåëüíуì âõîäíуì íàïðÿæåíèÿì (êðèâàÿ 1), è çíà÷åíèÿ DU_Ê5 ïðè îòðèöàòåëüíуõ âõîäíуõ íàïðÿæåíèÿõ  (êðèâàÿ 2) îòëîæåíу  â  îäíîì è òîì æå êâàäðàíòå êîîðäèíàòíîé ñèñòåìу.

Ðèñ. 2.6. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâóõ-êàñêàäíîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ.

    Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàññìàòðèâàåìîãî äâóõêàñêàäíîãî óñèëèòåëÿ íå òîëüêî íåëèíåéíà, ÷òî ñâîéñòâåííî âîîáùå äèôôåðåíöèàëüíуì óñèëèòåëÿì, íî è íåñèììåòðè÷íà îòíîñèòåëüíî ðåæèìà  ïîêîÿ, ÷òî ñïåöèôè÷íî äëÿ çàäàííîé êîíêðåòíîé ñõåìу. Îáóñëîâëåíà ýòà íåñèììåòðè÷íîñòü íè÷åì íå îïðàâäàííîé àññèìåòðèåé  âòîðîé äèôôåðåíöèàëüíîé ïàðу (îòñóòñòâèåì ðåçèñòîðà â öåïè êîëëåêòîðà òðàíçèñòîðà VÒ4).

     Êîýôôèöèåíò  óñèëåíèÿ  ïî íàïðÿæåíèþ äâóõ êàñêàäîâ â ðåæèìå ìàëîãî ñèãíàëà ðàâåí 3340.

2.2.5. Ðåæèì ïîêîÿ è ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âуõîäíîãî êàñêàäà

     Ñõåìà âуõîäíîãî êàñêàäà  ïðèâåäåíà  íà  ðèñ.2.7. Íà ïåðâуé âçãëÿä ýòî óñòðîéñòâî ñäâèãà óðîâíÿ (òðàíçèñòîðу  VT8 è  VT7) è ýìèòòåðíуé ïîâòîðèòåëü (òðàíçèñòîð VT9). Îäíàêî, íàëè÷èå îáùåãî ðåçèñòîðà R₁₂ â öåïÿõ ýìèòòåðîâ VT8 è VT9 ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîìó èçìåíåíèþ ðåæèìà ðàáîòу òðàíçèñòîðà VT8, ïèòàþùåãî óñòðîéñòâà ñäâèãà óðîâíÿ. Èìååò ìåñòî ïîëîæèòåëüíàÿ  îáðàòíàÿ  ñâÿçü ïî íàïðÿæåíèþ ìåæäó âуõîäîì è  âõîäîì  ýìèòòåðíîãî  ïîâòîðèòåëÿ, ñóùåñòâåííî êîððåêòèðóþùàÿ ïåðåäàòî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ.

Ðèñ.2.7.Ñõåìà âуõîäíîãî êàñêàäà.

 Äåéñòâèòåëüíî,  åñëè áу  öåïè  ýìèòòåðîâ VT8 è VT9 áуëè ðàçâÿçàíу, òî VT8 èñïîëíÿë áу ïðè ýòîì ðîëü ÃÑÒ è íå áîëåå. Åñëè åùå ýòîò ÃÑÒ áуë áу èäåàëüíуì,òî êîýôôèöèåíò  ïåðåäà÷è ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ óñòðîéñòâîì ñäâèãà óðîâíÿ áуë  áу ðàâåí åäèíèöå è  íà  âõîäå VÒ9 (ýìèòòåðíîãî ïîâòîðèòåëÿ) ìу èìåëè áу òî æå íàïðÿæåíèå, ÷òî è íà âуõîäå äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ. Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âñåé ìèêðîñõåìу áуëà áу òîæäåñòâåííà õàðàêòåðèñòèêå, äàííîé íà ðèñ.2.6. Íî ðåàëüíуé ÃÑÒ íå èäåàëåí, åãî äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå íå  áåñêîíå÷íî âåëèêî è òîê ÃÑÒ çàâèñèò îò çíà÷åíèÿ U_Ê8 , âîçðàñòàÿ ñ âîçðàñòàíèåì ïîñëåäíåãî. Ïîñìîòðèì, ê ÷åìó ýòî ïðèâîäèò. Äîïóñòèì, ÷òî íàïðÿæåíèå U_Ê5 íà âõîäå óñòðîéñòâà ñäâèãà óðîâíÿ âîçðîñëî íà íåêîòîðóþ âåëè÷èíó . Ýòî  âуçîâåò âîçðàñòàíèå çíà÷åíèÿ U_Ê8 à, çíà÷èò, è òîêà I_Ý8. Íî òîê I_Ý8кI_Ý7 , òàê ÷òî ïðîèçîéäåò óâåëè÷åíèå ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà ðåçèñòîðå R₉ è â ðåçóëüòàòå èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ U_Ê8 áóäåò ìåíüøå  èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ U_Ê5 . Êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è óñòðîéñòâà ñäâèãà óðîâíÿ ïî ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ áóäåò  ìåíüøå  åäèíèöу, ïðè÷åì, òåì ìåíüøå, ÷åì áîëüøå àìïëèòóäà ýòîé ñîñòàâëÿþùåé.  Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà óñòðîéñòâà ñäâèãà óðîâíÿ  îêàçуâàåòñÿ íåëèíåéíîé è óñóãóáëÿåò íåëèíåéíîñòü  ïåðåäàòî÷íîé  õàðàêòåðèñòèêè äèôêàñêàäîâ. Íåîáõîäèìî íàéòè ñïîñîá ñòàáèëèçàöèè òîêà I_Ý8 èëè, åùå ëó÷øå, ñïîñîá óìåíüøåíèÿ òîêà I_Ý8 ñ ðîñòîì U_Ê8. Òîãäà êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ óñòðîéñòâîì ñäâèãà óðîâíÿ ñòàíåò áîëüøå åäèíèöу è áóäåò âîçðàñòàòü ñ ðîñòîì àìïëèòóäу ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé. Íåëèíåéíîñòü ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè äèôêàñêàäà áóäåò îïðåäåëåííуì îáðàçîì ñêîððåêòèðîâàíà.

   Èñêîìуì ñïîñîáîì âëèÿíèÿ íà òîê I_Ý8 ÿâëÿåòñÿ ââåäåíèå  îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè ïî òîêó ìåæäó òðàíçèñòîðàìè VT9  è  VT8 ñ ïîìîùüþ ðåçèñòîðà R₁₂. Óâåëè÷åíèå ïîòåíöèàëà U_Ê8 ïðèâåäåò ê  âîçðàñòàíèþ òîêà I_Ý9 è ñîîòâåòñòâóþùåìó âîçðàñòàíèþ ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà R₁₂. Íî âîçðàñòàíèå íàïðÿæåíèÿ íà R₁₂ îáóñëîâèò ðàâíîå âîçðàñòàíèå ïîòåíöèàëà ýìèòòåðà VT8 è ñîîòâåòñòâóþùåå óìåíüøåíèå íàïðÿæåíèÿ U_ÁÝ8 , òàê êàê ïîòåíöèàë áàçу VT8 -U_Á8 çàäàåòñÿ îïîðíуì íàïðÿæåíèåì U^** è ïîñòîÿíåí. Óìåíüøåíèå U_ÁÝ8 îáóñëîâèò óìåíüøåíèå òîêà I_Ý8.  êîíå÷íîì èòîãå ìîæíî ïîëó÷èòü íåîáõîäèìîå óìåíüøåíèå òîêà I_Ý8 ñ ðîñòîì U_Ê8.

   Òàêîâ çàìуñåë ñõåìу. Ïåðåéäåì ê åå êîëè÷åñòâåííîìó ðàñ÷åòó.

  Â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì Êèðõãîôà íàïðÿæåíèÿ íà ýëåêòðîäàõ òðàíçèñòîðîâ VT8 è VT9 ðàâíу

(2.56)

 ýòèõ âуðàæåíèÿõ

 .                            (2.57)

     Â ñîîòâåòñòâèè ñ óðàâíåíèåì (1.2) è  ñèñòåìîé (2.56) òîêè ýìèòòåðîâ ïðåäñòàâÿòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì

                        (2.58)

ãäå, â îáùåì ñëó÷àå,

 (2.59)

Îïðåäåëèì  çíà÷åíèÿ  ïàðàìåòðîâ ðåæèìà ïîêîÿ.  ðåæèìå ïîêîÿ ïîòåíöèàë U_Ý9  äîëæåí ðàâíÿåòñÿ íóëþ. Ñëåäîâàòåëüíî (ñì.2.56), â ðåæèìå ïîêîÿ òîêè ýìèòòåðîâ ñâÿçàíу ñîîòíîøåíèåì

                (2.60)

Òîãäà, íà îñíîâàíèè (2.58) è (2.60), ïîëó÷èì

(2.61)

               (2.62)

Ïîñëåäíèå òðè óðàâíåíèÿ ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü çíà÷åíèÿ òðåõ íåèçâåñòíуõ - ,  è  , ïðè ýòîì ìåòîä ðåøåíèÿ ìîæåò áуòü ñëåäóþùèì.

     Óðàâíåíèå (2.62) ïåðåïèøåì â âèäå

     (2.62')

Óðàâíåíèå (2.61) òîæäåñòâåííî óðàâíåíèþ

    (2.61')

   Èç óðàâíåíèÿ (2.60) ñëåäóåò, ÷òî к3.614 ìÀ ïðè óêàçàííуõ íà ñõåìå íîìèíàëàõ ðåçèñòîðîâ. Âîçüìåì â êà÷åñòâå íóëåâîãî ïðèáëèæåíèÿ çíà÷åíèå   к3.514 ìÀ. Òîãäà, íà îñíîâàíèè (2.60), íóëåâуì ïðèáëèæåíèåì âåëè÷èíу  áóäåò çíà÷åíèå к0.5653 ìÀ. Ïîäñòàâèâ íóëåâîå ïðèáëèæåíèå  â (2.62'), íàéäåì к0.65237 Â.

       Ìåòîä  îïðåäåëåíèÿ  êîðíÿ óðàâíåíèé   âèäà (2.61')  â  (i+1)-ì ïðèáëèæåíèè ïî èçâåñòíîìó çíà÷åíèþ êîðíÿ â i-ì ïðèáëèæåíèè çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì.

     Óðàâíåíèå èìååò âèä

lnI_Ý8+Ì₁I_Ý8кÌ₂.

Ïðèáëèæåíèå (i+1)-ãî ïîðÿäêà áåðåòñÿ â âèäå I⁽ⁱ⁺¹⁾кI⁽ⁱ⁾(1+X_i), ãäå X_i- èñêîìàÿ îòíîñèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü i- ãî ïðèáëèæåíèÿ. Ïîäñòàâëÿÿ I⁽ⁱ⁺¹⁾ â óðàâíåíèå, ïîëó÷èì

.

Òàê  êàê X_i<<1, òî  ln(1+X_i)кX_i è åãî çíà÷åíèå îïðåäåëÿåòñÿ  óðàâíåíèåì

                    (2.63)

 Â êîíêðåòíîì ñëó÷àå èìååì . Ñëåäîâàòåëüíî  è.

     Îïðåäåëèâ  çíà÷åíèå  â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè, äàëåå íàõîäèì çíà÷åíèå  â òîì æå ïðèáëèæåíèè ñ ïîìîùüþ óðàâíåíèÿ (2.60), à òàêæå çíà÷åíèå   ñ ïîìîùüþ óðàâíåíèÿ (2.62').  êîíêðåòíîì ñëó÷àå âу÷èñëÿåì к3.506749 ìÀ, к0.652317 Â.

   Òåì æå ïóòåì íàõîäÿòñÿ çíà÷åíèÿ óêàçàííуõ âåëè÷èí âî âòîðîì ïðèáëèæåíèè. Èòåðàöèÿ çàêàí÷èâàåòñÿ, êîãäà â î÷åðåäíîì öèêëå îòíîñèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü X_i ïðèíèìàåò çíà÷åíèå ïîðÿäêà 10^-4 èëè ìåíüøå. Îáу÷íî ýòî äîñòèãàåòñÿ óæå âî âòîðîì ïðèáëèæåíèè.

   ðàññìàòðèâàåìîì ñëó÷àå îêîí÷àòåëüíуå ðåçóëüòàòу - ñëåäóþùèå

к 3.50651 ìÀ ,

к 0.60744 ìÀ ,

к 0.652315 Â.

  Òðåáóåìîå çíà÷åíèå  îáåñïå÷èâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ðåçèñòîðà R₉. Îïðåäåëèì åãî ñîïðîòèâëåíèå.

     Íà îñíîâàíèè óðàâíåíèÿ òîêà ýìèòòåðà VÒ7, äëÿ çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ áàçà - ýìèòòåð, ïîëó÷èì

              (2.64)

Òàê , ïðè çàäàííуõ

, ïîëó÷àåì  к 0.6201 Â.

Çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ R₉ îïðåäåëèì èç î÷åâèäíîãî ðàâåíñòâà

,

R₉ к 12.43 êÎì .

   Ïåðåéäåì ê ðàñ÷åòó  ïåðåäàòî÷íîé  õàðàêòåðèñòèêè  âуõîäíîãî êàñêàäà. Îãðàíè÷èìñÿ ñëó÷àåì õîëîñòîãî  õîäà  óñèëèòåëÿ (R_íк¥, rк1), õîòÿ ó÷åò çàäàííîé íàãðóçêè íå  ïðåäñòàâëÿåò  êàêèõ-ëèáî äîïîëíèòåëíуõ òðóäíîñòåé.

   Îöåíèì, ïðåæäå âñåãî, øèðèíó äèàïàçîíà äîïóñòèìуõ èçìåíåíèé çíà÷åíèé U_Ê8 . Ïîòåíöèàë áàçу VT8 ïîñòîÿíåí è ðàâåí U_Á8к-Å_Ï+U^**к-7.3215  . Ñëåäîâàòåëüíî, ÷òîáу òðàíçèñòîð VT8 îñòàâàëñÿ â àêòèâíîì ðåæèìå, ïîòåíöèàë åãî êîëëåêòîðà U_Ê8 íå äîëæåí ïàäàòü íèæå -7Â. Äèàïàçîí èçìåíåíèÿ U_Ê8 ,òàêèì îáðàçîì, ñîñòàâëÿåò U_Ê8к Â. Âуáåðåì â ýòîì äèàïàçîíå ðÿä çíà÷åíèé U_Ê8 , ðàâíîîòñòîÿùèõ êàê äðóã îò äðóãà, òàê è îò çíà÷åíèÿ  . Äëÿ êàæäîãî èç  âуáðàííуõ çíà÷åíèé U_Ê8 îïðåäåëèì ñîîòâåòñòâóþùèå èì çíà÷åíèÿ I_Ý8 è I_Ý9. Ýòî ïîçâîëèò äàëåå îïðåäåëèòü îäíîçíà÷íî ñîîòâåòñòâóþùèå äðóã äðóãó çíà÷åíèÿ U_Ý9 è U_Á7кU_Ê5 ,ò.å. ïîñòðîèòü ïåðåäàòî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó  âуõîäíîãî êàñêàäà.

   Ðàññìîòðèì â êà÷åñòâå ïðèìåðà ïåðâóþ ðàñ÷åòíóþ òî÷êó, îòñòîÿùóþ îò çíà÷åíèÿ  íà 1 Â, ò.å. âîçüìåì U_Ê8к1.6523 Â. Âу÷èñëèì çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ (2.59) äëÿ ýòîé òî÷êè

À₁к150.50813,

À₂к122.10763,

À₃к21.89772,

Â₁к494.72726,

Â₂к22.39948,

Â₃к126.04455.

    Òîêè ýìèòòåðîâ îïèñуâàþòñÿ óðàâíåíèÿìè (2.58).

    Äëÿ óìåíüøåíèÿ ÷èñëà èòåðàöèè ïðè ðåøåíèè ýòîé ñèñòåìу òðàíñöåíäåíòíуõ óðàâíåíèé æåëàòåëüíî íàéòè ñïîñîá íàèëó÷øåãî  îïðåäåëåíèÿ íóëåâîãî ïðèáëèæåíèÿ. Ýòîò ñïîñîá  íàïðàøèâàåòñÿ èç ñëåäóþùèõ ñîîáðàæåíèé. Áуëî äîêàçàíî, ÷òî ïðè âîçðàñòàíèè ïîòåíöèàëà U_Ê8 òîê I_Ý8 áóäåò óìåíüøàòüñÿ, ïðè óìåíüøåíèè U_Ê8 òîê I_Ý8 áóäåò, ñîîòâåòñòâåííî, âîçðàñòàòü. Îïðåäåëèì ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ òîêà I_Ý8 ïðè èçìåíåíèè U_Ê8 â îêðåñòíîñòè ðåæèìà ïîêîÿ. Ïðîäèôôåðåíöèðîâàâ  óðàâíåíèÿ (2.58) ïðèäåì ê ñëåäóþùåìó ñîîòíîøåíèþ

â êîòîðîì

Ïîäñòàâèâ çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ ðåæèìà ïîêîÿ, ïîëó÷èì

Êàê âèäèì, óâåëè÷åíèå ïîòåíöèàëà êîëëåêòîðà U_Ê8 íà 1   âуçуâàåò óìåíüøåíèå òîêà ýìèòòåðà ïðèìåðíî íà 0.0543 ìÀ. Çà íóëåâîå ïðèáëèæåíèå çíà÷åíèÿ I_Ý8 ïðè íàïðÿæåíèè U_Ê8к1.6523  ðàçóìíî âçÿòü  âåëè÷èíó .

     Îïðåäåëèì àëãîðèòì ðåøåíèÿ ñèñòåìу (2.58). Êàê è ðàíüøå, èñòèííîå çíà÷åíèå I_Ý8 ïðåäñòàâèì â âèäå

I_Ý8кó(1+X),

ãäå ó - ïðèáëèæåííîå çíà÷åíèå, à X - èñêîìàÿ  îòíîñèòåëüíàÿ  ïîãðåøíîñòü âçÿòîãî ïðèáëèæåíèÿ. Ïåðåïèøåì ïåðâîå óðàâíåíèå ñèñòåìу (2.58) â âèäå

Òîãäà âòîðîå óðàâíåíèå ýòîé ñèñòåìу ïðåäñòàâèòñÿ â âèäå

Ïðîëîãàðèôìèðîâàâ êàæäîå èç ýòèõ óðàâíåíèé è ïðèðàâíÿâ ïðàâуå ÷àñòè, ïîëó÷èì

                     (2.65)

  Äëÿ  íóëåâîãî   ïðèáëèæåíèÿ y₀к0.553 ìÀ , X₀к1.608×10^-4 è çíà÷åíèå I_Ý8 â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ðàâíî I_Ý8к5.5308897×10^-1ìÀ. Íåòðóäíî óáåäèòüñÿ â òîì, ÷òî îòíîñèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü ïåðâîãî ïðèáëèæåíèÿ            X₁к 7.83×10^-8.

    Çíà÷åíèå òîêà ýìèòòåðà I_Ý9 ïðè ýòîì ðàâíî 3.816082 ìÀ.

 Ïîòåíöèàë  ýìèòòåðà U_Ý9 (íàïðÿæåíèå íà âуõîäå ìèêðîñõåìу) áóäåò ðàâåí

U_Ý9к-E_Ï+(R₁₁+ R₁₂)I_Ý9+R₁₂I_Ý8к 0.9957 Â.

Ïîòåíöèàë ýìèòòåðà ñîñòàâèò

к 8.9063 Â.

Ïîòåíöèàë áàçу U_Á7кU_Ê5 (âõîäíîå íàïðÿæåíèå âуõîäíîãî êàñêàäà) îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíèåì

Ðåøàÿ ýòî óðàâíåíèå, ïîëó÷èì U_Á7кU_Ê5к9.52448 Â. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷åíу çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèé íà âуõîäå  ìèêðîñõåìу U_Ý9 è íà âуõîäå äèôêàñêàäîâ ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè  íàïðÿæåíèÿ U_Ê8.

     Âуïîëíèâ âу÷èñëåíèÿ ïî îïèñàííîìó àëãîðèòìó äëÿ âñåõ äðóãèõ çíà÷åíèé U_Ê8 â èíòåðâàëå Â, ïðèäåì ê äàííуì, ïðåäñòàâëåííуì â ïåðâîì è âî âòîðîì ñòîëáöàõ òàáëèöу 2.3. Çàìåòèì, ÷òî â êà÷åñòâå íóëåâîãî ïðèáëèæåíèÿ "y", ïðè çàäàííîì U_Ê8 , áåðåòñÿ çíà÷åíèå I_Ý8 ïðè ïðåäуäóùåì çíà÷åíèè U_Ê8 , èçìåíåííîå íà 0.0543 ìÀ.

Òàáëèöà 2.3.

 Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñ-

  òèêà âуõîäíîãî êàñêàäà.

UÊ5, Â	UÝ9,Â
11.3573	5.9749
10.6209	3.9834
9.8894	1.9917
9.5245	0.9957
9.1579	0.0000
8.7950	-0.9958
8.4302	-1.9914
7.7001	-3.9821
6.9689	-5.9716

  Ñîïîñòàâëÿÿ çíà÷åíèÿ óêàçàííуõ ñòîëáöîâ, íåòðóäíî çàìåòèòü, ÷òî âуõîäíîé êàñêàä èãðàåò ðîëü íå òîëüêî óñèëèòåëÿ òîêà   (íèçêîå âуõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ýìèòòåðíîãî ïîâòîðèòåëÿ), íî è óñèëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ. Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ ðàâåí 2.724 è ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿíåí âî âñåì ðàáî÷åì äèàïàçîíå.

   Ïåðåéäåì ê îïðåäåëåíèþ ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè âñåé ìèêðîñõåìу. Ïîñêîëüêó ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âуõîäíîãî êàñêàäà  ëèíåéíà, òî äàííуå â òàáëèöå (2.2) çíà÷åíèÿ U_Ê5 ( â èõ ñâÿçè ñî çíà÷åíèÿìè âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ U_Á1 ) íåòðóäíî ïåðåâåñòè â  ñîîòâåòñòâóþùèå èì

               Òàáëèöà 2.4.

Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ìèêðîñõåìу Ê140ÓÄ1.

UÁ1,ìÂ	UÝ9,Â
0.9219	8.5012
0.5762	4.5725
0.4322	3.6261
0.2881	2.5255
0.1444	1.3011
0.0000	0.0000
-0.1440	-1.3214
-0.2881	2.6063
-0.4322	-3.8039
-0.5762	-4.8758
-0.9219	-8.7993

çíà÷åíèÿ U_Ý9 è ïîëó÷èòü ïåðåäà-òî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó ìèêðîñõå-ìу. Ðåçóëüòàòу ýòîé îïåðàöèè ïðèâåäåíу â òàáëèöå 2.4. Ãðàôèê ïåðåäàòî÷íîé  õàðàêòåðèñòèêè ïðåäñòàâëåí íà ðèñ 2.8.

   Êàê âèäèì, â èíòåðâàëå èçìåíå-íèÿ âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îò -2.5  äî  +2.5   ïåðåäàòî÷íóþ õàðàêòåðèñòèêó ìèêðîñõåìу ìîæíî ñ÷èòàòü ñèììåòðè÷íîé è ëèíåéíîé ñ ïîãðåøíîñòüþ ïîðÿäêà 3 %. Êîýôôèöèåíò  óñèëåíèÿ   ïî íàïðÿæåíèþ â ýòîì äèàïàçîíå ðàâåí 9006.

Ðèñ.2.8.Ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà

ìèêðîñõåìу  Ê140ÓÄ1.

Çàìåòèì, ÷òî çíàê âуõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñîâïàäàåò  ñî  çíàêîì âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ýòî çíà÷èò , ÷òî âõîä 1 äàííîé ìèêðîñõåìу ÿâëÿåòñÿ íåèíâåðòèðóþùèì. Ñîîòâåòñòâåííî, âõîä 2 ÿâëÿåòñÿ èíâåðòèðóþùèì.

Приложение . РЕАЛИЗАЦИЯ РАСЧЕТОВ НА КОМПЬЮТЕРЕ

ÑÏÈÑÎÊ ÐÅÊÎÌÅÍÄÓÅÌÎÉ ËÈÒÅÐÀÒÓÐЫ

1. Ñòåïàíåíêî È.Ï. Îñíîâы ìèêðîýëåêòðîíèêè. Ì. : Ñîâ.ðàäèî, 1980. 424 ñ.

2. Åôèìîâ È.Å., Ãîðáóíîâ Þ.È., Êîçыðü È.ß. Ìèêðîýëåêòðîíèêà. Ôèçè÷åñêèå è òåõíîëîãè÷åñêèå îñíîâы, íàäåæíîñòü. Ì.: Âыñøàÿ øêîëà, 1986. 464 ñ.

3. Åôèìîâ È.Å., Ãîðáóíîâ Þ.È., Êîçыðü È.ß. Ìèêðîýëåêòðîíèêà. Ïðîåêòèðîâàíèå, âèäы ìèêðîñõåì, íîâыå íàïðàâëåíèÿ. Ì. : Âыñøàÿ øêîëà, 1987. 312 ñ.

4. Íàóìîâ Þ.Å., Àâàåâ Í.À., Ôðîëêèí Â.Ò. Îñíîâы ìèêðîýëåêòðîíèêè. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1988.

5. Òåõíîëîãèÿ ÑÁÈÑ: Â 2-õ êí.: Ïåð. ñ àíãë/Ïîä ðåä. Ñ. Çè. Ì.: Ìèð, 1986. 404 ñ.

6. Áðîóäàé È., Ìåðåé Äæ. Ôèçè÷åñêèå îñíîâы ìèêðîòåõíîëîãèè.  Ì.: Ìèð, 1985. 494 ñ.

7. Òàðóè ß. Îñíîâы òåõíîëîãèè ÑÁÈÑ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1985.  479 ñ.

8. Ïðåñíóõèí Ë.Í., Âîðîáüåâ Í.Â., Øèøêåâè÷ À.À. Ðàñ÷åò ýëåìåíòîâ öèôðîâыõ óñòðîéñòâ. Ì.: Âыñøàÿ øêîëà, 1982. 384 ñ.

9. Øàãóðèí È.È. Òðàíçèñòîðíî - òðàíçèñòîðíыå ëîãè÷åñêèå ñõåìы. Ì.: Ñîâ. ðàäèî, 1974. 160 ñ.

10.Øàãóðèí È.È., Ïåòðîñÿí Ê.Î. Ïðîåêòèðîâàíèå öèôðîâыõ ìèêðîñõåì íà ýëåìåíòàõ èíæåêöèîííîé ëîãèêè. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü. 1984. 232 ñ.

11.Áыñòðîäåéñòâóþùèå ìàòðè÷íыå ÁÈÑ è ÑÁÈÑ /Ïîä ðåä. Á.È. Ôàéçóëàåâà è È.È. Øàãóðèíà. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1989. 304 ñ.

12.Òèëë Ó., Ëàêñîí Äæ. Èíòåãðàëüíыå ñõåìы: ìàòåðèàëы, ïðèáîðы, èçãîòîâëåíèå. Ì.: Ìèð, 1985. 504 ñ.

13.Òèòöå Ó., Øåíê Ê. Ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ ñõåìîòåõíèêà. Ì.: Ìèð, 1982. 512 ñ.

14.Ïðèìåíåíèå èíòåãðàëüíыõ ìèêðîñõåì â ýëåêòðîííîé âы÷èñëèòåëüíîé òåõíèêå: Ñïðàâî÷íèê / Ïîä ðåä. Á.È. Ôàéçóëàåâà è  Á.Â. Òàðàáðèíà. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1987.   384 ñ.

15.Õâîù Ñ.Ò.,Âàðëèíñêèé Í.È., Ïîïîâ Å.À. Ìèêðîïðîöåññîðы è ìèêðî - ÝÂÌ â ñèñòåìàõ àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ. Ë.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1987. 640 ñ.

16.Ïîñïåëîâ Ä.À. Ëîãè÷åñêèå ìåòîäы àíàëèçà è ñèíòåçà ñõåì. Ì.: Ýíåðãèÿ, 1974. 368 ñ.

17.Ìèêðîïðîöåññîðы. Â 3-õ êí. / Ïîä ðåä. Ë.Í. Ïðåñíóõèíà. Ì.:  Âыñøàÿ øêîëà, 1986.

18.Óîêåðëè Ä. Àðõèòåêòóðà è ïðîãðàììèðîâàíèå ìèêðî-ÝÂÌ: Â 2-õ êí. Ì.: Ìèð, 1984. 

19.Ñîáîòêà Ç., Ñòàðы ß. Ìèêðîïðîöåññîðíыå ñèñòåìы. Ì.: Ýíåðãîèçäàò, 1981. 496 ñ. 

20.Áóäèíñêèé ß. Ëîãè÷åñêèå öåïè â öèôðîâîé òåõíèêå. Ì.: Ñâÿçü, 1977. 392 ñ.

21.Êàðàõàíÿí Ý.Ð. Äèíàìè÷åñêèå ýëåìåíòы ÝÂÌ ñî ñòðóêòóðîé ÌÄÏ. Ì.: Ñîâ. ðàäèî, 1979. 254 ñ.

22.Èíòåãðàëüíыå ñõåìы íà ÌÄÏ - òðàíçèñòîðàõ: Ïåð. ñ àíãë./Ïîä. ðåä. À.È. Êàðìàçèíñêîãî. Ì.: Ìèð, 1975. 527 ñ.

23.Áóêðååâ È.Í., Ìàíñóðîâ Á.Ì., Ãîðÿ÷åâ Â.È. Ìèêðîýëåêòðîííыå ñõåìы öèôðîâыõ óñòðîéñòâ. Ì.: Ñîâ. ðàäèî, 1975. 368 ñ.

24.Íîðåíêîâ È.Ï., Ìàíè÷åâ Â.Á. Ñèñòåìы àâòîìàòèçèðîâàííîãî  ïðîåêòèðîâàíèÿ ýëåêòðîííîé è âы÷èñëèòåëüíîé àïïàðàòóðы. Ì.: Âыñøàÿ øêîëà, 1983. 272 ñ.

25.Ñèñòåìы àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ â ðàäèîýëåêòðîíèêå: Ñïðàâî÷íèê/Ïîä ðåä. È.Ï. Íîðåíêîâà. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1986. 368 ñ.

26.Áàðèíîâ È.Ñ. Ñèíòåç ìèêðîïðîãðàììíыõ àâòîìàòîâ. Ë.: Ýíåðãèÿ, 1979. 232 ñ.

27.Êàðìàçèíñêèé À.È. Ñèíòåç ïðèíöèïèàëüíыõ ñõåì öèôðîâыõ ýëåìåíòîâ íà ÌÄÏ- òðàíçèñòîðàõ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1983. 256 ñ.

28.Ôðèäìàí À., Ìåíîí Ï. Òåîðèÿ è ïðîåêòèðîâàíèå ïåðåêëþ÷àòåëüíыõ ñõåì. Ì.: Ìèð, 1978. 580 ñ.

29.Àâòîìàòèçàöèÿ ñõåìîòåõíè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ / Ïîä ðåä. Â.Í. Èëüèíà. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1987. 368 ñ.

30.Áàðàíîâ Ñ.È., Ñêëÿðîâ Â.À. Öèôðîâыå óñòðîéñòâà íà ïðîãðàììèðóåìыõ ÁÈÑ ñ ìàòðè÷íîé ñòðóêòóðîé. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü,  1986.272 ñ.

31.Ïðîåêòèðîâàíèå öèôðîâыõ ñèñòåì íà êîìïëåêòàõ ìèêðîïðîãðàììèðóåìыõ ÁÈÑ / Ïîä ðåä. Â.Ã. Êîëåñíèêîâà. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü,  1984. 240 ñ.

32.Ïîëóïðîâîäíèêîâыå çàïîìèíàþùèå óñòðîéñòâà è èõ ïðèìåíåíèå / Ïîä ðåä. À.Þ. Ãîðäîíîâà. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1981. 343 ñ.

33.Âàëèåâ Ê.À., Îðëèêîâñêèé À.À. Ïîëóïðîâîäíèêîâыå èíòåãðàëüíыå ñõåìы ïàìÿòè íà áèïîëÿðíыõ òðàíçèñòîðàõ. Ì.: Ñîâ. ðàäèî, 1979. 256 ñ.

34.Ñõåìîòåõíèêà ÁÈÑ ïîñòîÿííыõ çàïîìèíàþùèõ óñòðîéñòâ /Î.À.  Ïåòðîñÿí, È.ß. Êîçыðü, Ë.À.Êîëåäîâ, Þ.È. Ùåòèíèí. Ì. : Ðàäèî è ñâÿçü, 1987. 304 ñ.

35.Àëåêñåíêî À.Ã., Ãàëèöèí À.À., Èâàííèêîâ À.Ä. Ïðîåêòèðîâàíèå ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðы íà ìèêðîïðîöåññîðàõ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1984. 272 ñ.

36.Áàëàøîâ Å.Ï., Ãðèãîðüåâà Â.Ë., Ïåòðîâ Ã.À. Ìèêðî è ìèíè -  ÝÂÌ. Ë.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1984. 376 ñ.

37.Õîóï Ã. Ïðîåêòèðîâàíèå öèôðîâыõ âы÷èñëèòåëüíыõ óñòðîéñòâ íà èíòåãðàëüíыõ ñõåìàõ. Ì.: Ìèð, 1984. 400 ñ.

38.Ãîëäñóîðò Á. Ïðîåêòèðîâàíèå öèôðîâыõ ëîãè÷åñêèõ óñòðîéñòâ.  Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1985. 288 ñ.

39.Êèíîñèòà Ê., Àñàäà Ê., Êàðàöó Î. Ëîãè÷åñêîå ïðîåêòèðîâàíèå ÑÁÈÑ: Ïåð. ñ ÿïîí. Ì.: Ìèð, 1988. 309 ñ.

40.Ìóðîãà Ñ. Ñèñòåìíîå ïðîåêòèðîâàíèå ÑÁÈÑ: Â 2 -õ êí. Ì.: Ìèð, 1985.

41.×åðíÿåâ Â.Í. Òåõíîëîãèÿ ïðîèçâîäñòâà èíòåãðàëüíыõ ìèêðîñõåì è ìèêðîïðîöåññîðîâ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1987.  464 ñ.

42.Áåðåçèí À.Ñ., Ìî÷àëêèíà Î.Ð. Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå  èíòåãðàëüíыõ ìèêðîñõåì. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1983. 232 ñ.

43.Êàëàáåêîâ Á.À., Ìàìçåëîâ È.À. Öèôðîâыå óñòðîéñòâà è ìèêðîïðîöåññîðíыå ñèñòåìы. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1987. 400 ñ.

44.Àëåêñåíêî À.Ã., Êîëîìáåò Å.À., Ñòàðîäóá Ã.È. Ïðèìåíåíèå ïðåöèçèîííыõ àíàëîãîâыõ ìèêðîñõåì. 2-å èçä. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü. 1985. 224 ñ.

45.Ôîëêåíáåððè. Ïðèìåíåíèå îïåðàöèîííыõ óñèëèòåëåé è ëèíåéíыõ ÈÑ: Ïåð. ñ àíãë. Ì.: Ìèð, 1985. 572 ñ.

46.Ôóíêöèîíàëüíыå óñòðîéñòâà íà ìèêðîñõåìàõ / Â.Ç. Íàéäåðîâ,  À.È. Ãîëîâàíîâ, Ç.Ô. Þñóïîâ è äð. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1985. 127 ñ.

47.Äàíèëèí Â.Í., Êóøíèðåíêî À.È., Ïåòðîâ Ã.Â. Àíàëîãîâыå ïîëóïðîâîäíèêîâыå èíòåãðàëüíыå ñõåìы ÑÂ×. Ì. : Ðàäèî è ñâÿçü, 1985. 192 ñ.

48.Ìàêðîìîäåëèðîâàíèå àíàëîãîâыõ èíòåãðàëüíыõ ìèêðîñõåì / À.Ã. Àëåêñåíêî, Á.È. Çóåâ, Â.Ô. Ëàìåêèí, È.À. Ðîìàíîâ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1983.

49.Õåðëè Ì. Àíàëîãîâыå èíòåãðàëüíыå ñõåìы: Ïåð. ñ àíãë. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1983. 416 ñ.

50.Õîðîâèö Ï., Õèëë Ó. Èñêóññòâî ñõåìîòåõíèêè: Â 2-õ ò.: Ïåð.ñ àíãë. Ì.: Ìèð, 1983.

51.Ìèãóëèí È.Í., ×àïîâñêèé Ì.Ç. Èíòåãðàëüíыå ìèêðîñõåìы â ðàäèîýëåêòðîííыõ óñòðîéñòâàõ. 2- å èçä. Êèåâ: Òåõíèêà, 1985. 232 ñ.

52.Áóëы÷åâ À.Ë., Ãàëêèí Â.È.,Ïðîõîðåíêî Â.À. Àíàëîãîâыå èíòåãðàëüíыå ñõåìы: Ñïðàâî÷íèê. Ìèíñê: Áåëàðóñü, 1985. 285 ñ.

53.Óãðþìîâ Å.Ï. Ïðîåêòèðîâàíèå ýëåìåíòîâ è óçëîâ ÝÂÌ. Ì.: Âыñøàÿ øêîëà, 1987. 318 ñ.

54.Èíòåãðàëüíыå ìèêðîñõåìы: Îïåðàöèîííыå óñèëèòåëè. Îáçîð. Ì.: ÄÎÄÝÊÀ, 1994. 48 ñ.

55.Èíòåãðàëüíыå ñõåìы: Îïåðàöèîííыå óñèëèòåëè. Òîì 1. Ì.: Ôèçìàòëèò, 1993. 240 ñ. 

56.ANALOG DEVICES. Amrlifier Reference Manual, 1992.     135 ð.

57.Àòàåâ Ä.È., Áîëîòíèêîâ Â.À. Àíàëîãîâыå èíòåãðàëüíыå ñõåìы

58.äëÿ áыòîâîé ðàäèîàïïàðàòóðы: Ñïðàâî÷íèê. Ì. : Èçä - âî ÌÝÈ, 1991. 240 ñ.

59.Èíòåãðàëüíыå ìèêðîñõåìы : Âçàèìîçàìåíÿåìîñòü è àíàëîãè : Ñïðàâî÷íèê / Ì.À.Áåäðåêîâñêèé, À.À.Êîñыðáñîâ, Ï.Ï.Ìàëüöåâ.  Ì.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1991. 272 ñ.

60.Âåíèàìèíîâ Â.Í., Ëåáåäåâ Î.Í., Ìèðîøíè÷åíêî À.È. Ìèêðîñõåìы è èõ ïðèìåíåíèå: Ñïðàâ. ïîñîáèå. 3 -å èçä., ïåðåðàá. è  äîï. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1989. 240 ñ.

61.Êîëîìáåò Å.À., Þðêîâè÷ Ê., Çîäë ß. Ïðèìåíåíèå àíàëîãîâыõ  ìèêðîñõåì. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1990. 320 ñ.

62.Ìàòàâêèí Â.Â. Áыñòðîäåéñòâóþùèå îïåðàöèîííыå óñèëèòåëè. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1989. 128 ñ.

63.Çàðóáåæíыå èíòåãðàëüíыå ìèêðîñõåìы äëÿ ïðîìыøëåííîé ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðы: Ñïðàâî÷íèê / À.Â.Íåôåäîâ, À.Ì.Ñàâ÷åíêî, Þ.Ô.Ôåîêòèñòîâ/Ïîä. ðåä. Þ.Ô.Øèðîêîâà. Ì.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1989. 228 ñ.

64.Íåôåäîâ À.Â., Àêñåîíîâ À.È. Ýëåìåíòы ñõåì áыòîâîé ðàäèîàïïàðàòóðы. Ìèêðîñõåìы. ×àñòü 1 : Ñïðàâî÷íèê. Ì. : Ðàäèî è ñâÿçü, 1993. 240 ñ.

65.Precision Monolitic lnc. Data Book, 1990. 210 ð. 65. Öèôðîâыå è àíàëîãîâыå èíòåãðàëüíыå ìèêðîñõåìы: Ñïðàâî÷íèê/

66.Ñ.Â.ßêóáîâñêèé, Ë.È.Íèññåëüñîí, Â.È.Êóëåøîâà è äð.; Ïîä. ðåä. Ñ.Â.ßêóáîâñêîãî. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1990. 320 ñ., èë.

67.Øêðèòåê Ï. Ñïðàâî÷íîå ðóêîâîäñòâî ïî çâóêîâîé ñõåìîòåõíèêå: Ïåð. ñ íåì. Ì.: Ìèð, 1991. 446 ñ.

68.Ïåéòîí À.Äæ, Âîëø Â. Àíàëîãîâàÿ ýëåêòðîíèêà íà îïåðàöèîííыõ óñèëèòåëÿõ. Ì.: ÁÈÍÎÌ, 1994. 352 ñ. 

ÖÈÒÈÐÎÂÀÍÍÀß ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ

1. Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Ìàõñóäîâ Ä.Ò., Ðàõìàòîâ Ø.Á. Ïîëóïðîâîäíèêîâыå ïðèáîðы ìíîãîñëîéíîé ñòðóêòóðы - òðàíçèñòîðы è òèðèñòîðы. ×àñòü 1. Òàøêåíò: èçä. ÒÝÈÑ. 1994. 164 ñ.

2. Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Ìàõñóäîâ Ä.Ò., Ðàõìàòîâ Ø.Á. Ïîëóïðîâîäíèêîâыå ïðèáîðы ìíîãîñëîéíîé ñòðóêòóðы - òðàíçèñòîðы è òèðèñòîðы. ×àñòü 2. Òàøêåíò: èçä. ÒÝÈÑ. 1994. 98 ñ.

3. Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Ðàõìàòîâ Ø.Á. Ìåòîäèêà ðàñ÷åòà àíàëîãîâыõ ïðåîáðàçîâàòåëåé íà îñíîâå íåëèíåéíыõ ìîäåëåé  ïîëóïðîâîäíèêîâыõ ïðèáîðîâ / Òàøêåíò: ÒÝÈÑ. 1991. 133 ñ.

4. Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Ðàõìàòîâ Ø.Á., Ìàõñóäîâ Ä.Ò. Ìåòîäèêà àíàëèòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà ïåðåäàòî÷íыõ õàðàêòåðèñòèê óñòðîéñòâ àíàëîãîâîé ñõåìîòåõíèêè /Òàøêåíò: ÒÝÈÑ. 1991. 25 ñ.

5. Àãàáåêîâà Ç.Å., Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê. è äð. Êðàòêèé  ñïðàâî÷íèê ïàðàìåòðîâ íåëèíåéíыõ ìîäåëåé ïîëóïðîâîäíèêîâыõ äèîäîâ è áèïîëÿðíыõ òðàíçèñòîðîâ /Òàøêåíò. ÒÝÈÑ. 1994. 20 ñ.

6. Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Òóëÿãàíîâ À.À. Ìàòåìàòè÷åñêèå  ìîäåëè õàðàêòåðèñòèê ïîëåâыõ òðàíçèñòîðîâ // Ïðîáëåìы èíôîðìàòèêè è ýíåðãåòèêè 1994. N 4. Ñ 42-43.

7. Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Ìàõñóäîâ Ä.Ò., Ðàõìàòîâ Ø.Á. Ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè õàðàêòåðèñòèê áèïîëÿðíыõ òðàíçèñòîðîâ  // Ïðîáëåìы èíôîðìàòèêè è ýíåðãåòèêè 1994. N 5. Ñ. 39-41.

8. Àëèìîâà Í.Á., Àíäðååâ È.Ñ., Àðèïîâ Õ.Ê., Ìàõñóäîâ Ä.Ò. Ìåòîäèêà ðàñ÷åòà àíàëîãîâыõ ïðåîáðàçîâàòåëåé íà îñíîâå íåëèíåéíыõ ìîäåëåé áèïîëÿðíыõ òðàíçèñòîðîâ // Ïðîáëåìы èíôîðìàòèêè è ýíåðãåòèêè 1996. N . Ñ

9. Àíäðååâ È.Ñ., Àáäóëëàåâ À.Ì., Âèøíåâåöêèé À.Ã. Áàçîâыå ýëåìåíòы öèôðîâыõ èíòåãðàëüíыõ ñõåì. Òàøêåíò: ÒÝÈÑ. 1990. 71 ñ.

10.Õîðîâèö Ï., Õèëë Ó. Èññêóñòâî ìèêðîñõåìîòåõíèêè: Â 2 - õ ò. Ïåð. Ñ àíãë. Ì.: Ìèð, 1983.

ÓÄÊ 621.3.049.77:681.3:621.3.032

Òà¯pèp ¯àéúàòè:

Ò.Ä.Ðàäæàáîâ (áîø ìó¯àppèp), Ì.Í.Àpèïîâ (áîø ìó¯àppèp ¢pèíáîñàpè ), Ý.Á.Ìàõìóäîâ ( èëìèé êîòèá ), Þ.Ñ.Ñàãäóëëàåâ, À.À.Àáäóàçèçîâ, Â.Ì.Ñîí, Â.È.Ïpàõîâ, È.Ð.Áåpãàíîâ, Õ.Ê.Àpèïîâ, Ã.Ô.Ãàáçàëèëîâ, Â.ß.Ñïèpèí, Ø.Ç.Òàäæèáàåâ, Í.Þ.Þíóñîâ, Ò.Ì.Áóòêååâà.

È.Ñ.Àíäpååâ, Õ.Ê.Àpèïîâ, Í.Á.Àëèìîâà, Æ.Ò.Ìàõñóäîâ, Ø.Á.Ðàõìàòîâ. ¡òà êàòòà èíòåãpàë ìèêpîñõåìàëàp ñõåìîòåõíèêàñè. ¡œóâ œ¢ëëàíìà-Òîøêåíò: ÒÝÀÈ.1995 -113 áåò (Òåëåêîììóíèêàöèÿ íàçàpèÿñè âà àìàëè¸òè. 3-òîì. 1-œèñì). 1995 éèë œ¢øèì÷à påæàñè ï.28.3.

Êèòîáäà èëê áîp ÈÌÑëàpíè  ëîéè¯àëàøòèpèøíè áèpèí÷è  áîñœè÷èãà òåãèøëè àñîñèé ìàñàëàëàp, ÿúíè  ÈÌÑ òóá á¢ëàêëàpè (ýëåìåíòëàpè) ñõåìîòåõíèêàñè, óëàpíèíã õîññàëàpè, ¯àìäà ìópàêêàá ôóíêöèîíàë œópèëìàëàpèíèíã ñèíòåçè  àñîñëàpè á¢éè÷à  ìàòåpèàëëàp óìóìèéëàøòèpèëãàí âà ñèñòåìàëàøòèpèëãàí.

›¢ëëàíìàíèíã ¢çèãà õîñ õóñóñèÿòè øóíäàí èáîpàòêè, óíäà ÿpèì ¢òêàçãè÷ëàpäàãè ôèçèê æàpà¸íëàpíè þœîpè  àíèœëèêäà èôîäàëîâ÷è ìàòåìàòèê  ìîäåëëàp œ¢ëëàíèëãàí. Áàp÷à ¯îëëàp ó÷óí ØÝŸÌëàpäà ñèíòåç œèëèíà¸òãàí  ñõåìàëàpíèíã ¯èñîáëàø àëãîpèòìëàpè áà¸í ýòèëãàí.

Êèòîá òåëåêîììóíèêàöèÿ ñî¯àñèäàãè ìóòàõàññèñëàp âà øó èõòèñîñäàãè îëèé ¢œóâ þpòëàpèíèíã òàëàáà ¯àìäà àñïèpàíòëàpèãà ì¢ëæàëëàíãàí.

               Áèáëèîãp. 77 íîì.,  17  áåçàê., 7 æàäâ.

     Ìàúñóë ìó¯àppèp: ¡çá.Ðåñï. ÔÀ íèíã àêàäåìèãè,

                   ô.-ì.ô.ä.,ïpîô.           Ðàäæàáîâ Ò.Ä.

Òàœpèç÷èëàp:

    1.À.Ð.Áåpóíèé  íîìèäàãè ÒÄÒÓíèíã ôèçèê ýëåêòpîíèêà âà ìèêpîýëåêòpîí àñáîáëàp êàôåäpàñè:

                   ô.-ì.ô.ä.,ïpîô.           Áà¯îäèpõîíîâ Ì.Ñ.,

                   ô.-ì.ô.í.,äîö.             Ÿàìèäîâ À.Õ.

    2.À.Ô.Èîôôå íîìèäàãè ÐÔÀ ôèçèê-òåõíèêà èíñòèòóòè,

                   ô.-ì.ô.ä.,ïpîô.           Ðóìÿíöåâ Â.Ä.

    3.ÒÝÀÈ ýëåêòp  çàíæèpëàp  íàçàpèÿñè  êàôåäpàñè

                   ïpîôåññîpè, ò.ô.ä.,.     Ñîêîëîâ Â.Ê.

© - Òîøêåíò ýëåêòpîòåõíèêà àëîœà èíñòèòóòèíèíã íàøpè,

        1995 éèë

ÓÄÊ 621.3.049.77:681.3:621.3.032

                     Ðåäàêöèîííàÿ êîëëåãèÿ:

Ò.Ä.Ðàäæàáîâ (ãëàâíуé påäàêòîp), Ì.Í.Àpèïîâ (çàì. ãëàâíîãî påäàêòîpà), Ý.Á.Ìàõìóäîâ (ó÷åíуé ñåêpåòàpü), Þ.Ñ.Ñàãäóëëàåâ, À.À.Àáäóàçèçîâ, Â.Ì.Ñîí, Â.È.Ïpàõîâ, È.Ð.Áåpãàíîâ, Õ.Ê.Àpèïîâ, Ã.Ô.Ãàáçàëèëîâ,  Â.ß.Ñïèpèí,  Ø.Ç.Òàäæèáîåâ,  Í.Þ.Þíóñîâ, Ò.Ì.Áóòêååâà.

È.Ñ.Àíäpååâ, Õ.Ê.Àpèïîâ, Í.Á.Àëèìîâà,  Æ.Ò.Ìàõñóäîâ, Ø.Á.Ðàõìàòîâ.Ñõåìîòåõíèêà ÑÁÈÑ.  Ó÷åáíîå ïîñîáèå. - Òàøêåíò: ÒÝÈÑ. 1995 -113 ñ.

(Òåîpèÿ è  ïpàêòèêà òåëåêîììóíèêàöèé. Òîì 3.×àñòü 1). Äîï. ïëàí 1995ã. ï.28.3.

 êíèãå âïåpâуå îáîáùåí è ñèñòåìàòèçèpîâàí  ìàòåpèàë  ïî îñíîâíуì  âîïpîñàì  ïåpâîãî ýòàïà ïpîåêòèpîâàíèÿ ÈÌÑ, ò.å. ñõåìîòåõíèêà áàçîâуõ  ÿ÷ååê  (ýëåìåíòîâ) èõ  ñâîéñòâà, à òàêæå îñíîâу ñèíòåçà ñëîæíуõ ôóíêöèîíàëüíуõ óñòpîéñòâ.

Îòëè÷èòåëüíîé  îñîáåííîñòüþ  ïîñîáèÿ  ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé  àäåêâàòíî ñîîòâåòñòâóþùèõ  ôèçè÷åñêîé ïpèpîäå ÿâëåíèé â ïîëóïpîâîäíèêàõ è îïèñуâàþùèõ ïîñëåäíèå ñ âуñîêîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè. Âî âñåõ  ñëó÷àÿõ  äàþòñÿ àëãîpèòìу pàñ÷åòîâ ñèíòåçèpóåìуõ ñõåì íà ÏÝÂÌ.

Êíèãà ïpåäíàçíà÷åíà  äëÿ  ñïåöèàëèñòîâ â îáëàñòè òåëåêîììóíèêàöèé, ñòóäåíòîâ  è  àñïèpàíòîâ  âóçîâ ñîîòâåòñòâóþùèõ ïpîôèëåé.

      Áèáëèîãp.  77  íàçâ. Èë.  17  . Òàáë. 7.

Îòâåòñòâåííуé påäàêòîp:             àêàäåìèê ÀÍ ÐÓç,

                 ä.ô-ì.í.,ïpîô.                        Ðàäæàáîâ Ò.Ä.

 Ðåöåíçåíòу:

    1. Êàôåäpà ôèçè÷åñêîé  ýëåêòpîíèêè è  ìèêpîýëåêòpîííуõ ïpèáîpîâ Òàø.ÃÒÓ èì.À.Á.Áèpóíè,

                  ä.ô-ì.í.,ïpîô.                       Áàõàäуpõàíîâ Ì.Ñ.,

                  ê.ô-ì.í., äîö.                        Õàìèäîâ À.Õ.

    2. Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò èì.À.Ô.Èîôôå ÐÀÍ

                  ä.ô-ì.í.,ïpîô.                       Ðóìÿíöåâ Â.Ä.

   3. Ïpîôåññîp êàôåäpу òåîpèè ýëåêòpè÷åñêîé öåïè ÒÝÈÑ,

                  ä.ò..í.                                   Ñîêîëîâ Â.Ê.

©-Èçäàíèå Òàøêåíòñêîãî ýëåêòpîòåõíè÷åñêîãî èíñòèòóòà

      ñâÿçè,1995.

Í à ó ÷ í î å   è ç ä à í è å

Äîï. ïëàí 1995ã. ï.28.3

ÒÅÎÐÈß È ÏÐÀÊÒÈÊÀ ÒÅËÅÊÎÌÌÓÍÈÊÀÖÈÉ

Èëüÿ Ñèëóàíîâè÷ Àíäpååâ,

Õàépóëëà Êàáèëîâè÷ Àpèïîâ,

Íîäèpà Áàòèpæàíîâíà Àëèìîâà,

Æàìîë Òèëëàåâè÷ Ìàõñóäîâ,

Øóõpàò  Áåéìàòîâè÷ Ðàõìàòîâ

ÑÕÅÌÎÒÅÕÍÈÊÀ ÑÁÈÑ

Ó÷åáíîå ïîñîáèå

ÒÎÌ 3

×ÀÑÒÜ 1

Ðåêîìåíäîâàíî ê ïå÷àòè

Ðåäàêöèîííуì ñîâåòîì ÒÝÈÑ

28 èþíÿ 1995 ã.

Óòâåpæäåíî ê ïå÷àòè

Òàøêåíòñêèì ýëåêòpîòåõíè÷åñêèì èíñòèòóòîì ñâÿçè

 (Ïpîòîêîë Ó÷åíîãî ñîâåòà ÒÝÈÑ N 12/428 îò 30.06.95ã.)

          Îòâåòñòâåííуé påäàêòîp      Ò.Ä.Ðàäæàáîâ

          Ðåäàêòîp                            Â.Ê.Ñîêîëîâ

          Êîìïüþòåp:

          íàáîp Í.Á.Àëèìîâà , Æ.Ò. Ìàõñóäîâ

          îpãèíàë ìàêåò Õ.Ê.Àpèïîâ, Æ.Ò. Ìàõñóäîâ

          Êîppåêòîp                          Ý.Á.Ìàõìóäîâ

Ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèé îòäåë ÒÝÈÑ

700084,Òàøêåíò ,óë. Àìèp Òåìópà,108

Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü 24.08.95. Ôîpìàò 60õ84.

Áóìàãà N 1. Îïåpàòèâíàÿ ïå÷àòü. ïå÷.ë. 8

çàê.364-100-95, öåíà äîãîâîpíàÿ

Îòïå÷àòàíî íà pîòàïpèíòå â ÒÝÈÑ

Òàøêåíò, 84. óë.Àìèpà Òåìópà, 108.

Republic of Uzbekistan

Ministry of Communications

Tashkent Electrotechnical Institute of Communication

Telecommunications  theory and practice

I. S. Andreev, H. K. Aripov, N. B. Alimova,

j. T. Makhsudov, Sh. B. Rakhmatov

Dedicated to the 40^th Anniversary of the TEIC

VLSI CIRCUIT ENGINEERING

Training text book

Volume 3

part 1

Tashkent - 1995

UDK 621.3.049.77:681.3:621.3.032

Editorial Board

T.D. Radjabov (chief editor), M.N.Aripov (deputy chief editor), E.B.Makhmudov (scientific secretary), A.A.Abduazizov, U.S.Sagdullaev, V.M.Son, V.I.Prahov, I.R.Berganov, H.K.Aripov, G.F.Gabzalilov, V.A.Spirin, Sh.Z.Tadjiboev , N.U.Unusov, T.M.Butkeeva.

I.S. Andreev , H.K.Aripov, N.B.Alimova, D.T.Makhsudov, Sh.B.Rakhmatov. The art of VLSI electronics. Training textbook.Tashkent.TEIS.1995

Telecommunication theory and practice

Firstly in this book the material on fundamental aspects at the first stage of the IMC designing, namely, circuit engineering of the basic cells (elements), their properties, as well as principles of synthesis of the complex functional devices has been generalized and classified.

Application of the mathematical models, which adequately corresponded to the physical nature of the phenomena in the semiconductors and described the latters with high precision is a special feature of this book. In all cases PC-supported algorithms for calculation of the circuits under synthesis have been given.

The book is helpful for telecommunications specialists, students and post-graduates in the specialized universities.

Editor-in-Charge :

academician, dr. of.scn.,prof.                  Radjabov T.D.

Reviewers:

1.Phisical electronics chair and microelectronics chair of Tash.SU.

Dr. of m.scn., prof.                          Bahadirhonov M.K.

Dr.of ph., assistant-professor            Khakimov A.H.

2. Physics technology Institute 

Dr. of scn., prof.                             Rumjancev V.D.

3.Professor of TEIC Electrical Circuits Chair of TEIS,

Dr. of scn.                                     Sokolov V.K.

© - Edition of Tashkent Electrotechnical Institute of

        Communication, 1995.