СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-3

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ торов Q72 и Q87, что позволяет осу ществлять простую коррекцию АЧХ подключением внешнего корректиру ющего конденсатора к выводу Cor1. Для сохранения усиления при работе на внешнюю нагрузку высокоимпеда нсный узел соединяется с выходом че рез последовательно включенные эмиттерные повторители Q76, Q78 и Q77, Q75. Транзисторы с общим эмит тером Q69, Q85 ускоряют перезаряд емкостной составляющей нагрузки. Предварительные усилители U1A, U1B отличаются от ОУ, показанного на рисунке 4, наличием выводов CPA, CPB (см. рис. 5) для балансировки ОУ и схе мойкомпенсациивходных токов. Тран зистор Q157 и резистор R106 идентич ныпоконструкциямQ155, R104иQ156, R105, а транзистор Q148 идентичен Q146, Q147, поэтому при одинаковом напряжении на базах Q146, Q147 кол лекторный ток Q157 равен коллектор ному току Q146, Q147, а базовый ток Q148 практическиравен базовому току Q146, Q147, т.е. входному току ОУ. По вторитель тока на каскодном токовом зеркале Q130, Q131, Q138, Q139 инвер тирует базовый ток Q148 по направле ниюи добавляет к базовым токам вход ных транзисторов, осуществляя ком пенсацию входного тока. Подробно функционирование схемы компенса ции, в том числе назначение транзис торовQ133, Q136, Q141, Q142, рассмот рено в [28]. Ксожалению, низкое выход ное малосигнальное сопротивление, описываемоенапряжениемЭрли, тран зисторов современныхБИС/СБИС [23] и его технологический разброс, особен но значительный для горизонтальных p–n–p транзисторов, уменьшают эф фективность схемыкомпенсациивход ного тока. Для минимизации влияния разброса напряжения Эрли на работу схемыкомпенсациивОУпредусмотрен отдельный вывод VERL для подключе ния внешнего источника напряжения. Предварительный усилитель U4A (U4B) состоит из «свёрнутого» каскода, образованного малошумящим p ПТП Q17собщимистоком, n–p–n транзисто ромсобщейбазойQ24идинамической нагрузкойнаисточникетокаQ5; дляуве личения выходного малосигнального сопротивления которого применено каскодноевключениеp–n–p транзисто раиp ПТП. Усилительтакжеявляетсяод нокаскадным усилителем напряжения, высокоимпедансный узел которого (коллектор Q24) соединён с внешней нагрузкойчерезпоследовательновклю ченные эмиттерные повторители. Ма лошумящий транзистор с общей базой Q8 задаёт потенциал истока головного транзистораQ17 и определяет совмест но с потенциалом узла P3npn (VP3NPN) уровень выходного напряжения усили теля при отсутствии входного сигнала. Рассмотрим это подробнее. Напряжение V P3NPN устанавливает эмиттерный ток транзисторов Q25, Q5 и ток, протекающий через резистор R11, в соответствии с выражениями: , (8) , (9) , (10) где I E25 , I E5 , I R11 – эмиттерный ток тран зисторов Q25, Q5 и ток, протекающий через резистор R11; V BE25 , V BE24 – паде ние напряжения на прямосмещённых эмиттерных переходах транзисторов Q25, Q24; R 12 , R 11 , R 1 , R 2 – сопротивле ние резисторов R12, R11, R1, R2. Соотношение (10) выполняется в том случае, когда транзисторы Q5, Q6 имеют идентичную конструкцию и параметры, падение напряжения на резисторах R1, R2 ориентировочно превышает 100 мВ и допустимо пре небречь базовыми токами транзисто ров [29]. 61 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2011 R2 GND2 0 R1 R7 R8 R3 R4 R5 R6 R11 CF1 InInvP3 HD R12 P3npn R9 R10 R13 R14 R15 R16 Q35 Q31 Q23 Q16 Q4 VCC3 Q12 Q11 Q3 Q2 Q10 Q9 Q1 Q14 Q7 Q18 Q21 Q26 Q25 Q20 Q19 Q13 Q6 Q5 Q8 Q17 Q24 0 Q27 OutP3 Q15 Q22 Q33 Q29 Q28 P3B P3A Q32 P3C Q30 Q34 VEE3 Рис. 6. Электрическая схема инвертирующего усилителя U4A и токового аттенюатора 10000 Частота, кГц 1000 100 10 0,2 100 мВ 10 мВ 0,1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Рис. 7. Нормированная АЧХ ИУ в режиме холостого хода при K VV ≈ 17 и разном входном напряжении К выводам Cor1, Cor2, Cor3, а также между Out3 и InINV3 подключены конденсаторы 10 пФ –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 Ток, нА 0 1 2 3 4 5 6 Напряжение, В 1 2 3 Рис. 8. Зависимость входного тока предварительного усилителя U1A от напряжения на выводе VERL при R F = 1МОм, V СС = 5 В, V EE = –5 В График 1 получен без балансировки ОУ, 2 – при балансировке и VERL = 4 В, 3 – при балансировке и VERL = 3 В U1A InNiP InInvP OutP V OUT R F R S C D I IN V IN Рис. 9. ТРУ на основе предварительного усилителя U1 U1 (U4) InNiP InInvP OutP V OUT R F C D V IN C F C C Рис. 10. ЗЧУ на основе предварительного усилителя U1 (U4) © СТА-ПРЕСС