能穩(wěn)定性設(shè)計
發(fā)布時間:2012/4/21 19:48:31 訪問次數(shù):1042
在集成電路,尤其是模擬OB2263集成電路中,要求電性能參數(shù)非常穩(wěn)定,特別是隨溫度的變化盡可能小,這可由幾種方法來實(shí)現(xiàn):一是電路中采用溫度系數(shù)相反的元件,使其相互抵消,從而使其溫度系數(shù)為零;第二種方法是采用負(fù)反饋,不僅可改變溫度性能,而且能減小失真;第三種方法是選用溫度系數(shù)較低的電阻。
(1)溫度系數(shù)相互抵消
基準(zhǔn)電壓源在低漂移放大器和穩(wěn)壓電源中應(yīng)用較為廣泛。在基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源中,多數(shù)是采用溫度系數(shù)相反的元件相互抵消,而達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。圖2.1是一個抗電性能參數(shù)隨溫度漂移的基準(zhǔn)電壓源電路。圖2.1中,穩(wěn)壓管Dz由電流源供電,因而它提供的偏置電壓VB與電源電壓Vcc的變化無關(guān),而且具有正溫度系數(shù)(+3mV/℃左右)。由于T,的V。。和VD.的溫度系數(shù)為- 2mV/℃,所以D,陰極電壓的總溫度系數(shù)為+lmV/℃,而D2的陽極電壓的溫度系數(shù)為-lmV/℃,適當(dāng)選擇Ri、R2的數(shù)值,就可使基準(zhǔn)電壓VR的溫度系數(shù)為零。則VR的溫度系數(shù)為零。
(2)負(fù)反饋
負(fù)反饋在集成電路中得到了極其廣泛的應(yīng)用,不僅能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),而且還能改善電路的交流性能。例如,穩(wěn)定放大器的增益,減少非線性失真,擴(kuò)展通頻帶,改變輸入電阻,輸出電阻。負(fù)反饋還可以減少自激、避免振蕩,可應(yīng)用于溫度、速度等自動控制系統(tǒng)、雷達(dá)、導(dǎo)航等控制系統(tǒng),信息電源控制系統(tǒng),對改善集成電路的性能,提高其可靠性起到了重要作用。
(3)電子元器件選取原則
集成電路中采用的各類電子元器件,其可靠性指標(biāo)不盡相同,例如橫向PNP管的耐壓能力差(0.OOlmAlym~0.08mA/rum),薄膜電阻的精度要比擴(kuò)散電阻高,而且溫度系數(shù)好。在進(jìn)行集成電路的可靠性設(shè)計時,元件的可靠性指標(biāo)應(yīng)充分考慮。對于要求頻率性能和抗干擾能力要求較高的輸入級,要采用高頻、低噪聲管;耐壓較高的電路,要選用承受電壓較大的元件。表2.2給出了幾種電阻的性能對此,表2.3給出了幾種常見雙極型三極管的性能。
在集成電路,尤其是模擬OB2263集成電路中,要求電性能參數(shù)非常穩(wěn)定,特別是隨溫度的變化盡可能小,這可由幾種方法來實(shí)現(xiàn):一是電路中采用溫度系數(shù)相反的元件,使其相互抵消,從而使其溫度系數(shù)為零;第二種方法是采用負(fù)反饋,不僅可改變溫度性能,而且能減小失真;第三種方法是選用溫度系數(shù)較低的電阻。
(1)溫度系數(shù)相互抵消
基準(zhǔn)電壓源在低漂移放大器和穩(wěn)壓電源中應(yīng)用較為廣泛。在基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源中,多數(shù)是采用溫度系數(shù)相反的元件相互抵消,而達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。圖2.1是一個抗電性能參數(shù)隨溫度漂移的基準(zhǔn)電壓源電路。圖2.1中,穩(wěn)壓管Dz由電流源供電,因而它提供的偏置電壓VB與電源電壓Vcc的變化無關(guān),而且具有正溫度系數(shù)(+3mV/℃左右)。由于T,的V。。和VD.的溫度系數(shù)為- 2mV/℃,所以D,陰極電壓的總溫度系數(shù)為+lmV/℃,而D2的陽極電壓的溫度系數(shù)為-lmV/℃,適當(dāng)選擇Ri、R2的數(shù)值,就可使基準(zhǔn)電壓VR的溫度系數(shù)為零。則VR的溫度系數(shù)為零。
(2)負(fù)反饋
負(fù)反饋在集成電路中得到了極其廣泛的應(yīng)用,不僅能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),而且還能改善電路的交流性能。例如,穩(wěn)定放大器的增益,減少非線性失真,擴(kuò)展通頻帶,改變輸入電阻,輸出電阻。負(fù)反饋還可以減少自激、避免振蕩,可應(yīng)用于溫度、速度等自動控制系統(tǒng)、雷達(dá)、導(dǎo)航等控制系統(tǒng),信息電源控制系統(tǒng),對改善集成電路的性能,提高其可靠性起到了重要作用。
(3)電子元器件選取原則
集成電路中采用的各類電子元器件,其可靠性指標(biāo)不盡相同,例如橫向PNP管的耐壓能力差(0.OOlmAlym~0.08mA/rum),薄膜電阻的精度要比擴(kuò)散電阻高,而且溫度系數(shù)好。在進(jìn)行集成電路的可靠性設(shè)計時,元件的可靠性指標(biāo)應(yīng)充分考慮。對于要求頻率性能和抗干擾能力要求較高的輸入級,要采用高頻、低噪聲管;耐壓較高的電路,要選用承受電壓較大的元件。表2.2給出了幾種電阻的性能對此,表2.3給出了幾種常見雙極型三極管的性能。
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