Высокоскоростные операционные усилители с токовой обратной связью и высоким уровнем динамической точности
Диссертация
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и получили одобрение на следующих научно-технических конференциях и семинарах: «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем» (г. Москва, Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН, 2006, 2008 и 2010 гг.) — ICCSC'06 (July 6−7, Bucharest, Romania, 2006) — ежегодных международных научно-практических… Читать ещё >
Содержание
- Первая глава
- 1. 1. Основные методы построения высокоскоростных операционных усилителей
- 1. 1. 1. Операционные усилители с токовой обратной связью
- 1. 1. 2. Операционные усилители с обратной связью по напряжению
- 1. 2. Параметры конструктивно-технологического базиса используемых технологических процессов
- 1. 3. Исследование основных тенденций развития высокоскоростных операционных усилителей с токовой обратной связью
- 1. 4. Основные параметры разрабатываемых высокоскоростных операционных усилителей с токовой обратной связью
- 1. 5. Выводы
- 1. 1. Основные методы построения высокоскоростных операционных усилителей
- Вторая глава
- 2. 1. Требования к параметрам ОУ с TOC для достижения высокой динамической точности обработки сигнала
- 2. 1. 1. Факторы, влияющие на время установления выходного напряжения ОУ
- 2. 1. 2. Факторы, влияющие на уровень гармонических искажений
- 2. 2. Влияние отдельных каскадов на параметры ОУ с TOC и основные методы их улучшения
- 2. 2. 1. Исследование входного каскада ОУ с TOC
- 2. 2. 2. Исследование усилительного каскада ОУ с TOC
- 2. 2. 3. Исследование выходного каскада ОУ с TOC
- 2. 2. 4. Исследование источника опорного тока ОУ с TOC
- 2. 3. Схемно-топологическое решение ОУ с TOC
- 2. 3. 1. Проектирование схемотехнического решения ОУ с TOC
- 2. 3. 1. 1. Проектирование схемотехнического решения ОУ с TOC на основе конструктивно-технологического базиса отечественного технологического процесса Р35ХХ
- 2. 3. 1. 2. Проектирование схемотехнического решения ОУ с TOC на основе конструктивно-технологического базиса зарубежного технологического процесса HJV
- 2. 3. 1. Проектирование схемотехнического решения ОУ с TOC
- 2. 1. Требования к параметрам ОУ с TOC для достижения высокой динамической точности обработки сигнала
- 2. 4. Анализ многоканальных ОУ с TOC в части взаимодействия каналов
- 2. 4. 1. Взаимодействие между каналами, происходящее за счёт гальванической связи каналов ОУ с TOC
- 2. 4. 2. Взаимодействие между каналами ОУ с TOC, происходящее за счёт пространственной связи
- 2. 5. Выводы
- 3. 1. Методика исследования параметров динамической точности
- 3. 1. 1. Методика исследования времени установления выходного напряжения ОУ с TOC
- 3. 1. 2. Методика исследования гармонических искажений ОУ с TOC
- 3. 1. 3. Методика исследования шумовых параметров ОУ с TOC
- 3. 1. 4. Методика исследования коэффициента разделения каналов многоканальных ОУ с TOC
- 3. 2. Проектирование топологического решения ОУ с TOC
- 3. 3. Учёт влияния корпуса ИМС при проектировании СВЧ
- 3. 4. Выводы
- 4. 1. Экспериментальная последовательность разработки ОУ с TOC на основе конструктивно-технологического базиса отечественного технологического процесса
- 4. 2. Экспериментальная последовательность разработки ОУ с TOC на основе конструктивно-технологического базиса зарубежного технологического процесса
- 4. 3. Выводы
Список литературы
- Анисимов В.И. Операционные усилители с непосредственной связью каскадов Текст.: монография / В. И. Анисимов, М. В. Капитонов, H.H. Прокопенко, Ю. М. Соколов. Л., 1979. — 148 с.
- Данилов A.A., Полонников Д. Е., Структурные методы повышения быстродействия операционных усилителей. Автоматика и телемеханика, вып. 10, 1982.
- Полонников Д.Е. Операционные усилители: принципы построения, теория, схемотехника Текст.: монография / Д. Е. Полонников. М., 1983.-216 с.
- Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных цепей. М.: Энергия, 1977. с. 381−391.
- Алексеенко А.Г. Макромоделирование аналоговых интегральных микросхем Текст. / А. Г. Алексеенко, Б. И. Зуев, В. Ф. Ламекин, И. А. Романов. М.: Радио и связь, 1983. — 248 с.
- Херпи М. Аналоговые интегральные схемы Текст. / М. Херпи. -М.: Радио и связь, 1983. 416 с.
- Матавкин В.В. Быстродействующие операционные усилители Текст.: монография / В. В. Матавкин. М.: Сов. Радио, 1989.
- Алексеев А.Г. Операционные усилители и их применение Текст. / А. Г. Алексеев, Г. В. Войшвило. М.: Радио и связь, 1989. — 119 с.
- Агаханян Т.М. Трансимпедансные интегральные операционные усилители. Микроэлектроника, том 22, вып. 1, 1993.
- Виноградов Р.Н. Комплементарность биполярных транзисторов -преимущество полупроводниковой электроники. // «Электронная промышленность», 1997, N4.
- Прокопенко, H.H. Нелинейная активная коррекция в прецизионных аналоговых микросхемах Текст.: монография / H.H. Прокопенко. -Ростов н/Д.: Изд-во Северо-Кавказского научного центра высшей школы, 2000. 224 с.
- Авторское свидетельство 932 593 СССР, МКИ H03 °F 03/50. Эмиттерный повторитель. / С. Г. Иванов, В. В. Матавкин, В. Ф. Федючок. Опубл. 1982, Бюл № 20.
- Прокопенко, H.H. Схемотехника широкополосных усилителей Текст.: монография / H.H. Прокопенко, Н. В. Ковбасюк. Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2005. — 218 с.
- Прокопенко, H.H. Архитектура и схемотехника быстродействующих операционных усилителей Текст.: монография / H.H. Прокопенко, A.C. Будяков Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006. — 231 с.
- Савченко Е.М., Ксенофонтов Д. Л. Оптимизация динамических параметров быстродействующих операционных усилителей. // Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: материалы научно-практической конференции М.: МНТОРЭС им. А. С. Попова, 2001.
- Научно-технический отчёт по опытно-конструкторской работе «Плёс-1», М.: 2002.
- Савченко Е.М., Виноградов Р. Н., Ксенофонтов Д. Л., Корнеев C.B. Монолитные СВЧ операционные усилители. // Материалы международной научно-практической конференции «INTERMATIC-2003». Москва, 2003
- Dong Y., Zeng Q., Cai К., Zhang К. Integrated AlGaAs/GaAs HBT High speed operational amplifier. IEEE GaAs 1С Symposium 1994.
- Корнеев C.B. Савченко Е. М. Вопросы обеспечения устойчивости быстродействующих операционных усилителей. // Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: материалы научной конференции М.: МНТОРЭС им. А. С. Попова, 2003.
- Научно-технический отчёт по опытно-конструкторской работе «Можжевельник-2», М.: 2004.
- Виноградов Р.Н., Корнеев С. В., Ксенофонтов Д. Л., Савченко Е. М. Архитектура современных быстродействующих операционных усилителей. // Материалы международной научно-технической конференции «Электроника и информатика-2005». Москва, 2005.
- Лебедева В.Н., Мордкович А. Г. Оптимизация динамики интегральных операционных усилителей в режиме большого сигнала. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. / Под ред. А. А. Васенкова и Я. А. Федотова, 1983, вып. 7, с.74−83.
- Савченко Е.М. Тенденции в развитии высокоскоростных аналоговых ИМС. // Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: материалы научной конференции М.: МНТОРЭС им. А. С. Попова, 2005.
- Пат. 4 502 020 США H03 °F 3/26. Снижение времени установления выходного напряжения в широкополосных транзисторных усилителях с непосредственной связью каскадов. Д. Нельсон и др. Comlinear Corporation.
- Савченко Е.М. Влияние корпуса ИМС на взаимодействие каналов ВЧ операционных усилителей. // Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: материалы научно-практической конференции М.: МНТОРЭС им. А. С. Попова, 2007.
- Савченко Е.М. Анализ методов построения прецизионных операционных усилителей с токовой обратной связью. // Материалы научной конференции «ПУЛЬСАР-2007». Владимир, 2007
- Виноградов Р.Н., Корнеев C.B., Ксенофонтов Д. Л., Савченко Е. М. Широкополосные, быстродействующие аналоговые интегральные микросхемы. // Обмен опытом в области создания сверхширокополосных РЭС 2008. Омск, ЦКБ А, 2008.
- Е.М. Savchenko, A.S. Budyakov The specifics of modeling high-speed integrated amplifiers with high amount of feedback. // International Conference «Micro- and nanoelectronics 2009».
- Савченко Е.М. Методы обеспечения высокой динамической точности обработки сигнала в операционных усилителях с токовой обратной связью. Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы, вып. 2, 2009.
- Kamath В.Y., Meyer R.G., Gray P.R. Relationship between frequency response and settling time of operational amplifiers. IEEE Journal of S olid-State Circuits, SC-9, 1974.
- Научно-технический отчёт по опытно-конструкторской работе «Липтон-Ку», М.: 2009.
- Васильев А.Г., Дроздов Д. Г., Савченко Е. М. Оптимизация конструкции и технологии изготовления интегральных кремниевых СВЧ диодов Шоттки. // Электроника микро- и наноэлектроника: материалы научно-технической конференции. М.: МНТОРЭС им. А. С. Попова, 2010.
- Грязнов М.И., Гуревич МЛ., Рябинин Ю. А. «Измерение параметров импульсов», М.: «Радио и связь». 1991.
- Williams Jim, «Methods for Measuring Op Amp Settling Time», Linear Technology Corporation, Application Note 10, July 1985.
- Williams Jim, «30 Nanosecond Settling Time Measurement for a Precision Wideband Amplifier», Linear Technology Corporation, Application Note 79, September 1999.
- Smith D., Koen M., Witulski A.F. Evolution of high-speed operational amplifier architectures. IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 29, № 10, 1994.
- Пат. 4 970 470 США H03 °F 3/45. Трансимпедансный усилитель с непосредственной связью каскадов. Р. Гёссер. Analog Devices
- Пат. 5 537 079 США H03 °F 3/26. Интегральная микросхема усилителя с несколькими комплементарными каскадами. Р. Гёссер и др. Analog Devices
- Патент 4 639 685 США, МКИ H03 °F 003/26. Снижение напряжения смещения буферного усилителя с единичным коэффициентом усиления. К. Саллер, К. Рентел. Comlinear Corporation, 1987.
- Патент 4 766 367 США, МКИ G05 °F 003/26. Токовое зеркало с буферным усилителем. К. Саллер, А. Бакер, С. Смит. Comlinear Corporation, 1988.
- Mancini, R. Anatomy of a current-feedback OP Amp Электронный ресурс. / Электронный журнал EDN, December, 2005. Режим доступа: http://www.edn.com/article/CA6288054.html, свободный.
- Mancini, R. Anatomy of a voltage-feedback OP Amp Электронный ресурс. / Электронный журнал EDN, October, 2005. Режим доступа: http://www.edn.com/article/CA6275426.html, свободный.
- Виноградов, Р.Н. Быстродействующие операционные усилители с обратной связью по току и напряжению Текст. / Р. Н. Виноградов, Д. Л. Ксенофонтов // Chip News, 1996. № 8. — С. 25−27. .
- Prokopenko, N.N. Maximum ratings of Voltage Feedback and Current Feedback Operational Amplifiers in Linear and Nonlinear Modes Text. / N.N. Prokopenko, A.S. Budyakov, E.M. Savchenko, S.V. Korneev //
- Proceedings of the Third IEEE International Conference on Circuits and Systems for Communications (ICCSC'06), Politehnica University, Bucharest, Romania, July 6−7, 2006, pp. 149−154.
- Палмер У. Быстродействующий прецизионный усилитель-преобразователь сопротивлений. Электроника № 1, 1988.
- Current Feedback Loop Gain Analysis and Performance Enhancement, Application Note AN-12 782, OA-13 Электронный ресурс. / Сайт компании National Semiconductor, 1993. Режим доступа: www.national.com, свободный.
- Development of an Extensive SPICE Macromodel for Current-Feedback Amplifiers. National semiconductor, Application Note 840 Электронный ресурс. / Сайт компании National Semiconductor, 1992. Режим доступа: www.national.com, свободный.
- Пат. 2 310 267 Российская Федерация, С1, МПК7 H03 °F 3/45. Широкополосный дифференциальный операционный усилитель
- Текст. / Прокопенко H.H., Будяков A.C., Савченко Е.М.- заявитель и патентообладатель Южно-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса. № 2 006 111 965- заяв. 10.04.2006- опубл. 10.11.2007, Бюл. № 31. — 13 с.: ил.
- Банк, М.У. Аналоговые интегральные схемы в радиоаппаратуре Текст. / М. У. Банк. М.: Радио и связь, 1981. — 136 с.
- Савенко, С. Усилители с токовой обратной связью Текст. // Современная электроника. 2006. — № 2. — С. 18−23.
- Takeda- Isoshi, et al. Current mirror circuit operable with a low power supply voltage. US patent № 5.357.188, 323/315.
- Graeme, et al. Folded-cascode amplifier stage. US patent № 5.907.262, 330/255.
- Graeme. High-gain common-emitter output stage. US patent № 5.736.902, 330/296.
- Bruce Carter, Using high-speed op amps for high-performance RF design, Part 1 Электронный ресурс. / Сайт корпорации Texas Instruments, 2Q, 2002. Режим доступа: http://focus.ti.com/lit/an/slytl21/slytl21.pdf, свободный.
- Bruce Carter, Using high-speed op amps for high-performance RF design, Part 2 Электронный ресурс. / Сайт корпорации Texas Instruments, 3Q, 2002. Режим доступа: http://focus.ti.com/lit/an/slytll2/slytll2.pdf, свободный.
- National Semiconductor Application Note OA-11, A Tutorial on Applying OpAmps to RF Applications Электронный ресурс. / Сайт компании National Semiconductor, September, 1993. Режим доступа: -http://www.national.com/an/OA/OA-l 1. pdf, свободный.
- Johns, D. Analog Integrated Circuit Design Text. / D. Johns, K. Martin. Wiley & Sons, 1997. — 720 p.
- John D. Cressler, SiGe HBT Technology: A New Contender for Si-Based RF and Microwave Circuit Applications Text. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 46, NO. 5, May 1998.
- Виноградов P.H., Корнеев C.B., Ксенофонтов Д. Л., Савченко Е. М. Широкополосные, быстродействующие аналоговые интегральные микросхемы. // Обмен опытом в области создания сверхширокополосных РЭС 2008. Омск, ЦКБА, 2008.
- J. Pozela, Physics of High-Speed Transistors Text. / J. Pozela. -Springer- 1 edition, 1993. -355 p.
- Huijsing, Johan H. Operational Amplifiers: Theory and Design Text. / Johan H. Huijsing. Springer, 2000 — 484 p.
- Ivanov, V.V. Operational amplifier speed and accuracy improvement. Analog Circuit Design with Structural Methodology Text. / V.V. Ivanov, I.M. Filanovsky. Kluwer Academic Publishers, 2004. — 210 p.
- Heinemann, B. Complementary SiGe BiCMOS Text. / B. Heinemann et al. // Electrochemical Society Proceeding, vol. 2004−07, pp.25−31.
- Texas Instruments Application Note SLOA064, A Differential Op-Amp Circuit Collection Электронный ресурс. / Сайт корпорации Texas Instruments, July, 2001. Режим доступа: http://focus.ti.com/lit/an/sloa064/sloa064.pdf, свободный.
- Крутчинский, С.Г. Структурный синтез аналоговых электронных схем Текст.: монография / С. Г. Крутчинский. Ростов н/Д.: Изд-во Северо-Кавказского научного центра высшей школы, 2001. — 185 с.
- Савченко Е.М. Система разработки, организации и учёта сложно функциональных блоков систем различного уровня. // Твердотельнаяэлектроника. Сложные функциональные блоки РЭА: материалы научно-технической конференции. М.: МНТОРЭС им. А. С. Попова, 2008.
- Будяков, A.C. Быстродействующий операционный усилитель с динамической коррекцией переходного процесса Текст. / A.C. Будяков // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2004. — № 6. — С. 206−209.
- Государственный стандарт ГОСТ 23 089. Микросхемы интегральные. Методы измерения электрических параметров операционных усилителей. М.:1989.
- Pugliese A., Amoroso F.A., Cappuccino G., Cocorullo G. Settling time optimization for two-stage CMOS amplifiers with current-buffer Miller compensation. Electronics letters vol. 43, № 23 2007.