Найти

Результаты поиска

• СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ НА GAN И GAAS ТРАНЗИСТОРАХ

  А.В. Бугакова , Н.Н. Прокопенко , Д.В. Клейменкин , О.В. Дворников , В.А. Чеховский

  2024-05-28

  Аннотация ▼

  Высокотемпературные интегральные микросхемы (ИМС), сохраняющие работоспособ-
  ность при температуре более 150°С, требуются во многих областях промышленности, например,
  в аэрокосмическом, авиационном и автомобильном приборостроении, нефтехимической промыш-
  ленности, электроэнергетике, электронике военного назначения. В настоящее время зарубежные
  предприятия серийно выпускают несколько высокотемпературных аналоговых и аналого-
  цифровых ИМС на основе кремниевых КМОП КНИ структур – ADS1278-HT, ADS1282-HT,
  ADS8320-HT, INA129-HT, INA333-HT, OPA2333-HT и др. В Российской Федерации также разра-
  ботаны высокотемпературные кремниевые операционные усилители и АЦП. Однако максималь-
  ная рабочая температура таких изделий не превышает 200°С из-за наличия ограничений кремние-
  вых технологий. По указанной причине в качестве полупроводников, предназначенных для высоко-
  температурных ИМС, чаще всего рассматриваются широкозонные, такие как карбид кремния
  (SiC), нитрид (GaN) и арсенид галлия (GaAs), которые обеспечивают ряд характеристик, необхо-
  димых для высокотемпературных применений: широкую запрещенную зону, высокую скорость
  насыщения носителей заряда и низкую концентрацию собственных носителей заряда. В статье представлен аналитический обзор проблем разработки высокотемпературных GaN и GaAs мик-
  росхем. Рассмотрены особенности вольтамперных характеристик GaN и GaAs полевых транзи-
  сторов, работающих в режиме обеднения и обогащения, электрические схемы типовых аналого-
  вых устройств (зарядочувствительных и операционных усилителей, компараторов, повторителей
  тока) и цифровых вентилей. Сделан вывод о том, что схемотехнический синтез GaAs аналоговых
  микросхем целесообразно выполнять на полевых транзисторах с каналом n-типа, работающих в
  режиме обеднения, и p-n-p гетероструктурных биполярных транзисторах. Приведены примеры
  таких схем. Актуальность вышеназванных исследований связана с проблемами импортозамеще-
  ния микросхем на широкозонных полупроводниках (GaN, GaAs), обеспечивающих широкий диапазон
  рабочих температур (свыше +150°С).

• СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ- И ОДНОКАСКАДНЫХ BJT-JFET ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

  О.В. Дворников , В. А. Чеховский , А.В. Кунц , Н. Н. Прокопенко , В.Е. Чумаков

  2023-10-23

  Аннотация ▼

  Рассмотрены операционные усилители с разным количеством усилительных каска-
  дов, реализованные на комплементарных биполярных транзисторах и входных полевых
  транзисторах, с управляющим p-n-переходом. Для элементов базового матричного кри-
  сталла МН2ХА031 приведены оригинальные электрические схемы трех вариантов усили-
  телей (OAmp11.3, OAmp12, OAmp14), содержащих одинаковый блок смещения статическо-
  го режима и выходной каскад. Схема OApm11.3 содержит входной дифференциальный
  каскад в виде «перегнутого» каскода на p-JFET и промежуточный усилительный каскад на
  биполярных транзисторах. Операционный усилитель OAmp12 включает входной сдвоенный
  истоковый повторитель на p-JFET и «перегнутый» каскод на комплементарных биполяр-
  ных транзисторах. Схема ОAmp14 реализована на основе сдвоенных истоковых повтори-
  телях на p-JFET и высокоточном преобразователе напряжение-ток на комплементарных
  биполярных транзисторах в промежуточных каскадах. Представленные электрические
  схемы характеризуются малым напряжением смещения нуля, сравнительно большим ко-
  эффициентом усиления по напряжению и могут использоваться для применения в аппара-
  туре специального и двойного назначения. При проектировании ОУ на базовом матричном
  кристалле МН2ХА031 проводился поиск компромиссного сочетания входного тока, уровня
  шумов и коэффициента усиления по напряжению, причем особое внимание уделялось выбо-
  ру режима работы входных JFET. Исследованы возможности создания схем с одним уси-
  лительным каскадом, которые обычно обеспечивают меньший уровень шумов, простую
  частотную коррекцию и большую полосу пропускания. Для адекватного сравнения разра-
  ботанных усилителей выполнено моделирование их статических и динамических парамет-
  ров при одинаковом рабочем режиме идентичных по назначению схемных элементов, что
  позволило сформулировать рекомендации по схемотехническому синтезу операционных
  усилителей в зависимости от требуемого сочетания параметров. При оптимизации ре-
  жима работы транзисторов «перегнутого» каскода с входными JFET были использованы
  рекомендации, заключающиеся в необходимости увеличения крутизны входных JFET тран-
  зисторов и падения напряжения на эмиттерных резисторах источников опорного тока.