траммируются) внешними резисторами, подключаемыми между эмиттерами этих транзисторов и зажимом отрицательного источника питания.

Входные транзисторы Тъ и Тц включены в каскодную схему с транзисторами Г5 и Те, в результате чего напряжение коллектор- база входных транзисторов под-.держивается на уровне, близком к О В. Это устраняет утечки при повышенных температурах и предотвращает выделение входного синфазного напряжения на входных cynep-p-j:paH3HCT0pax , имеющих низкое напряжение .пробояКроме того, каскодное включение улучшает косе дифференциального усилителя. Транзисторы Т^ и Т2 защищают вход от больших дифференциальных напряжений.

Выходной сигнал выделяется на резисторах нагрузки Дг и Ri. Суммарный коллекторный ток входного каскада поступает в базу р-п-р транзистора 7? с фиксированным коэффициентом усиление; коллекторный ток этого транзистора служит рабочим током для транзисторов Т^, Т^ и Г13, которые в свою очередь задают уровень напряжения на базах каскодных нагрузок Г5 и Т^.

Так как транзисторы смещения каскодных нагрузок работают с тем же током, что и входной каскад, то можно добиться поддержания нулевого напряжения на переходах коллектор - база входных транзисторов, при этом ток утечки на этом переходе остается достаточно низким при изменении рабочего тока в широком'диапазоне. Все это сводит до минимума влияние вариацийнапряжения -{/бэ и обеспечивает конечный коэффициент усиления транзисторов по току2. При больших рабочих токах напряжение коллектор - база входных транзисторов уве-.личивается вследствие падения напряжения на резисторах R\5 и R\t, приблизительно до 100 мВ. Это предотвращает насыщение входных транзисторов при работе их в самых тяжелых условиях - при высокой температуре и большом рабочем токе.

Здесь применена следящая связь с эмиттеров Гз и Та через Ти, Тц, Ts, Ts, Те на коллекторы и Tt. Подробно этот вопрос рассмотрен в [1, 2] списка дополнительной литературы. - Яриж. ред.

Имеется в виду, что не происходит пробоя входных транзи-Сторов типа смыкания коллектора с эмиттером, при котором уси-.ление по току становится как бы бесконечным (на самом деле транзистор становится неуправляемым и теряет работоспособность).- Прим. ред. 64

Остальные элементы микросхемы образуют схему стабилизатора и его запуска. На транзисторах Тц -Tle собран стабилизатор напряжения 1,2 В, подаваемого на базы источников тока (транзисторы Гю и Гл). При фиксированном напряжении 1,2 В на базах этих транзисторов их коллекторный ток изменяется пропорционально температуре (в абсолютных градусах Кельвина). Это

Рис. 3.2. Микрофотография кристалла ИМС LM121.

компенсирует температурную зависимость крутизны входного каскада и минимизирует температурные изменения полосы пропускания, что позволяет с большим успехом использовать предусилитель в ряде схем (например, в измерительных усилителях). Запускается стабилизатор транзистором Т]в, рабочий ток которому задают транзисторы Tl? и Ts.

На рис. 3.2 дана микрофотография кристалла ИМС LMI2I.

3.3. НАСТРОЙКА НУЛЯ

Интегральная микросхема LM121 рассчитана на работу с цепью настройки нуля сдвига, - подключаемой к транзисторам - источникам тока. При настройке нуля

5-293 65

минимизируется также дрейф ИМС. В отличие от выпускавшихся ранее устройств, например ИМС LM725, в данной микросхеме дрейф зависит только от напряжений переходов база - эмиттер входных транзисторов, значения которых можно с большой степенью точности контролировать в процессе производства. В устройствах, подобных LM725, компенсация дрейфа зависит от согласования ТКС резисторов микросхемы и внешнего потенциометра настройки нуля, а также от параметров транзисторов входного каскада.

Входной каскад микросхемы LM121 представляет собой по существу два параллельно включенных дифференциальных усилителя, из которых каждый имеет фиксированный сдвиг, возникающий в результате различия площадей эмиттеров транзистора. Напряжение сдвига в каждой паре определяется по формуле:

где k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура; q - заряд электрона. Si и S2 - площади эмиттеров транзистора.

Каждая пара имет вследствие этого фиксированное значение дрейфа. Когда обе пары соединяются параллельно, сдвиги напряжений и их дрейф (если пары согласованы) компенсируются. Однако поскольку согласование никогда не бывает совершенным, эмиттеры этих пар транзисторов не соединяют вместе, а подключают к независимым источникам тока, что дает возможность иаст-раивать нуль усилителя. Сдвиг нуля и его дрейф в каждой из пар пропорциональны рабочему току, поэтому изменение соотношения токов, выдаваемых этими источниками, приводит к изменению напряжения сдвига и его дрейфа; при настроенном нуле усилителя дрейф не превышает 1 мкВ/°С.

Метод балансировки, применяемый в ИМС LM121, имеет некоторые преимущества перед обычными схемами. Выше отмечалось, что теоретически в ИМС LM121 мы приводим к нулю напряжение сдвига и дрейф одновременно. Кроме того, в данной схеме влияние элементов цепи настройки нуля на напряжение сдвига очень мало, так как максимальный диапазон балансировки определяется соотношением площадей транзисторов. Изменение сопротивления указанной цепи на 1% вызывает в LM121 66