Особенности схемотехнических решений аналоговых интегральных микросхем (АИМС)

Варианты схемотехнических решений АИМС

АИМС могут быть как полупроводниковыми, так и гибридными. В основном используются гибридные ИМС. Поскольку они, как правило, работают в линейных режимах усиления (с линейной зависимостью выходного сигнала от входного сигнала), то их называют линейными АИМС. Устройства, создаваемые на основе АИМС, применяют в качестве предварительных и оконечных каскадов в усилителях различного назначения, в системах коррекции, преобразования и регулировки усиления. К АИМС предъявляют те же требования, что и к схемам на дискретных элементах с учетом специфики тех устройств, в которых они используются.

Общие требования к АИМС — получение максимального усиления с минимальными частотными, фазовыми и нелинейными искажениями.

К основным вариантам схемотехнических решений АИМС относятся:

— генераторы стабильного малого тока, позволяющие стабилизировать ток в ИМС при изменении заданного напряжения и температуры;
— схемы составных транзисторов, позволяющие на основе нескольких структур маломощных транзисторов создать мощный транзистор с небольшими токами в каждом маломощном транзисторе и большим коэффициентом усиления схемы;
— схемы динамической нагрузки, позволяющие создать большое сопротивление в ИМС на основе активных элементов (транзисторов) с незначительным падением напряжения и исключить из схем пассивные элементы — резисторы;
— схемы сдвига уровня, с помощью которых осуществляется непосредственная связь между каскадами, исключается дрейф нуля, т.е. обеспечивается отсутствие сигнала на входе при отсутствии сигнала на входе схемы; исключается необходимость применения емкости и трансформаторов;
— дифференциальные усилители создаются по более упрощенной схеме, так как в ИМС можно более точно добиться идентичности параметров транзисторов;
— специальные схемы выходных каскадов, которые позволяют: согласовать выход усилителя с нагрузкой за счет малого выходного сопротивления каскада, передать без потерь в нагрузку выходной сигнал, создать минимальные искажения в схеме и получить высокий ее КПД, обеспечить в нагрузке заданные токи напряжения.

Для более качественной работы АИМС необходимо использовать высокостабильные источники постоянного напряжения и тока. Усилители на ИМС являются усилителями постоянного тока, даже если они предназначены для усиления переменных сигналов.