Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 [ 182 ] 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

ппотиБления вещестра под действием механического напряже11ня называется пьезорезштавным эффектом.

В основе инте1ральных датчиков давления лежит использо-рание диффузионно! о резистора в моловой схеме Уитстона, так цхо вследствие пьезорезистивного эффекта при приложении механических воздействий мостовая схема становится несбалансированной Усилитель может быть выполнен на том же кристалле, при этом можно получить достаточно высокий уровень выходного напряжения, пропорционального механическому давлению при низком выходном сопротивлении.

8,13. Аналоговые ключи

В качестве быстрых переключающихся элементов в аналоговых ключах используются транзисторы. Идеальный аналоговый ключ имеет нулевое сопротивление в открытом состоянии и бесконечное в закрытом. В качестве активных элементов в большинстве аналоговых ключей используются полевые транзисторы, хотя можно использовать и биполярные транзисторы. Предпочтение полевым транзисторам отдается из-за присущей им симметрии (имеется в виду взаимозаменяемость выводов стока и истока у полевого транзистора. - Перев.), в то время как биполярным транзисторам присуще еще и достаточно большое остаточное напряжение. Хотя остаточное напряжение {Vce при /с = 0) обычно составляет всего несколько милливольт, оно может привести к значительным ошибкам при передаче аналоговых сигналов с низким уровнем. Еще одним пренмущество.м полевых транзисторов перед биполярными с точки зрения использования их в аналоговых ключах является очень высокое входное сопротивление полевого транзистора и их очень низкий ток затвора по сравнению с биполярными транзисторами.

Некоторым преимуществом биполярных транзисторов является Их относительно низкое сопротивление в открытом состоянии, от 3 до 30 Ом, однако существует диффузионная МОП-структура и МОП-структура с V-образиымн канавками, также имеющие сравнительно низкие сопротивления в открытом состоянии. ИС аналоговых ключей обычно содержат на одном кристалле схему упрарле-ния и несколько электрически независимых полевых транзисторов с рп-переходом или МОП-транзисторов, работающих в ключевом режиме.

Аналоговые ключи применяются очень широко. К таким применениям можно отнести:

1) схемы выборки и хранения;

2) аналоговые мультиплексоры и демультиплексоры;

3) схемы МДМ для стабилизации усилителей;

4) цифро-аналоговые преобразователи; ,\



5) интегрирующие схемы со сбросом;

6) ОУ с программируемыми характеристиками, например с циф, ровым управлением коэффициентом усиления, частотной харак-териетнкой, фазовым сдвигом и т. д.;

7) схемы стробирования и схемы подавления взаимных радио-помеч.

8.14. Схемы выборки и хранения

Основной областью применения аналоговых ключей являются схемы выборки и хранения. Они используются для запоминания аналогового входного напряжения в течение очень короткого временного интервала, обычно от 1 до 10 мкс и хранения этого выбранного напряжения в течение продолжительного периода времени - от нескольких микросекунд до нескольких секунд. Эти схемы часто используются в аналого-цифровых преобразователях, особенно регистрового типа, для поддержания аналогового входного напряжения постоянным в течение цикла преобразования. Схемы выборки и хранения также используются в схемах аналоговых демультиплексоров, схемах сброса, генераторах напряжения ступенчатой формы и других устройствах.

На рис. 8.23 в качестве примера показаны три основные схемы выборки и хранения. В этих схемах в качестве аналогового ключа используется полевой транзистор с рп-переходом, хотя можно применить и МОП-транзистор. На время интервала выборки ключ открывается, и в схемах на рис. 8.23, й и б конденсатор заряжается до уровня аналогового входного напряжения. В конце короткого временного интервала выборки аналоговый ключ закрывается. Это позволяет электрически изолировать конденсатор Cfi от входного сигнала, и напряжение на С, а следовательно, и выходное напряжение Vq остаются по существу равными входному напряжению, которое было на конденсаторе в конце интервала выборки. Тем не менее будет наблюдаться некоторый спад напряжения на конденсаторе в течение интервала хранения вследствие различных токов утечки, включая Ids (Off) полевого транзистора с р«-переходом, /в1дд ОУ и внутреннего тока утечки самого конденсатора Cff.

В интегральном исполнении все элементы схемы выборки и хранения располагаются на одной подложке, за исключением конденсатора Сн, который, как правило, является внешним компонентом.

8.15. Приборы с переносом заряда

Приборы с переносом заряда состоят из матрицы близко расположенных зарядовых элементов памяти в форме МОП-конденсаторов. При подаче синхронизирующего иапряжения заряд



перемещается от одного элемента матрицы к другому и т. д. Различают два основных типа приборов с переносом заряда (ППЗ); приборы с зарядовой связью (ПЗС) и ПЗС типа «пожарная це-


напряжение а

v,„o


Управляющее J-напряжение


Управляииее напряжение -

Рис. 8.23. а и б - основные схемы выборки и хранения; в-схема выб<Ч>кн в хранения с коэффициентом усиления по напряжению.

почка». Оба типа приборов могут содержать до 1000 зарядовых элементов памяти.

Приборы с переносом заряда широко используются в самых различных системах обработки аналоговых сигналов. В большин-

18 Соклоф G,



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 [ 182 ] 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193