Введение в аналоговые интегральные схемы

Аналоговый схемы - это схемы, работающие с сигналами, которые могут свободно изменяться от нуля до полного напряжения источника питания. Это контрастирует с цифровым схемы, которые почти исключительно используют сигналы «все или ничего»:напряжения ограничены значениями нуля и полного напряжения питания, без допустимого состояния между этими крайними пределами. Аналоговые схемы часто называют линейными . цепей, чтобы подчеркнуть действительную непрерывность диапазона сигнала, запрещенного в цифровых цепях, но, к сожалению, эта метка вводит в заблуждение.

Тот факт, что сигнал напряжения или тока может плавно изменяться между крайними значениями нуля и предельными значениями полной мощности, не обязательно означает, что все математические отношения между этими сигналами линейны в « прямой »Или« пропорциональный »Смысл этого слова. Как вы увидите в этой главе, многие так называемые « линейные »Схемы совершенно не линейны в своем поведении либо по физическим причинам, либо по замыслу.

В схемах в этой главе используется IC . , или интегральная схема , компоненты. Такие компоненты на самом деле представляют собой сети взаимосвязанных компонентов, изготовленных на одной пластине из полупроводникового материала. Интегральные схемы, обеспечивающие множество предварительно спроектированных функций, доступны по очень низкой цене, одинаково полезны как студентам, любителям, так и профессиональным разработчикам схем.

Большинство интегральных схем обеспечивают те же функции, что и « дискретные ”Полупроводниковые схемы с более высоким уровнем надежности и меньшей стоимостью. Обычно конструкция схемы с дискретными компонентами предпочтительна только тогда, когда уровень рассеиваемой мощности слишком высок для интегральных схем.

Операционный усилитель

Возможно, самая универсальная и важная аналоговая интегральная схема, которую должен освоить студент, - это операционный усилитель . или операционный усилитель . По сути, операционные усилители - не что иное, как дифференциальный усилитель с очень высоким коэффициентом усиления по напряжению, это рабочая лошадка в мире аналоговых разработок. Умело применяя обратную связь от выхода операционного усилителя к одному или нескольким его входам, от этого единственного устройства можно получить широкий спектр поведения. Многие различные модели операционных усилителей доступны по невысокой цене, но схемы, описанные в этой главе, будут включать только общедоступные модели операционных усилителей.