Усилители с единичным коэффициентом усиления

В схемах с переключаемыми конденсаторами иногда требуются усилители с коэффициентом усиления К= 1. Единичный коэффициент усиления может быть получен путем замыкания выхода ОУ с инвертирующим входом. Однако вследствие значительной занимаемой площади кристалла и других неблагоприятных особенностей такое схемное решение не рекомендуется для интегрального исполнения [51]. Недостатком обычных истоковых повторителей является большое напряжение смещения нуля между затвором и истоком транзистора, значение которого близко к пороговому напряжению, из-за чего коэффициент усиления значительно меньше единицы. На рис. 13.21 представлена схема КМОП-усилителя с единичным коэффициентом усиления, состоящего из дифференциальной пары транзисторов ЕТ, УГ2, источника тока, выполненного на транзисторе УТ3, и токового зеркала на УТА, УГ5, используемого в качестве нагрузки. Для получения коэффициента усиления, близкого к единице, дифференциальный усилитель охвачен цепыо обратной связи, образованной соединением выхода усилителя с затвором УТ2. Благодаря.

Рис. 13.21. Схема усилителя с единичным усилением попарному подбору транзисторов УГ_Г УТ₂, а также УТ_А, УТ₅ напряжение смещения нуля в этой схеме мало. Потребляемая мощность усилителя составляет 15 мкВт [51].

Достоинства 5С-устройств. Как указано выше, 5С-устройства пришли на смену активным /?С-фильтрам, характеристики которых зависят от точности реализации сопротивлений и емкостей, что создает серьезные проблемы при их проектировании. Существующая интегральная технология не в состоянии обеспечить без подстройки необходимую абсолютную точность изготовления конденсаторов и резисторов. Дополнительные трудности обусловлены наличием нелинейности и температурной нестабильностью интегральных резисторов. Кроме того, для получения больших значений постоянной времени ЯС необходимы высокоомные резисторы, занимающие большую площадь кристалла. Изготовление активных /?С-фильтров по гибридной технологии требует тщательной подгонки номиналов компонентов. Такая технология является слишком дорогостоящей и неприемлемой для крупносерийного производства. Применение 5С-устройств решает перечисленные проблемы. Далее будет показано, что резистор можно заменить ключами и конденсаторами. Характеристики цепей с переключаемыми конденсаторами определяются отношением емкостей конденсаторов, которое контролируется значительно легче, чем их абсолютные значения. Кроме того, конденсаторы более удобны для интегральной технологии, чем резисторы. Все это позволяет считать, что 5С-устройства обработки сигналов будут использоваться долгое время.

Таким образом, основные преимущества З’С-устройств, реализуемых по существующей интегральной МОП-технологии, состоят в большей точности реализации алгоритмов обработки сигналов и лучших технических показателях.