Степень интеграции современных аналоговых микросхем постоянно увеличивается, но бывают случаи, когда схемотехнику необходимо разработать более совершенный дифференциальный усилительный каскад, особенно для аудио усилителя или предусилителя, или резистор, управляемый напряжением, термостабильный повторитель, УВХ или согласованные источники тока, или же когда источник сигнала имеет очень высокий импеданс, как в конструкциях электрометров, где крайне важны низкий ток смещения и низкий уровень шумов.
Инженеры, разрабатывающие схемы, должны внимательно изучить преимущества использования дискретных активных устройств, подобных этим. Мастерами использования высококачественных дискретных активных транзисторов для улучшения характеристик разработок при размещении их в критических областях конструкций своих систем были Джим Уильямс и Боб Пиз.
Компания Linear Systems несколько лет назад представила сдвоенный p-канальный полевой транзистор с p-n переходом (junction field-effect transistor, JFET) типа LSJ689 (Рисунок 1), который является комплементарным к сдвоенному n-канальному JFET LSK489. Этот сдвоенный p-канальный прибор имеет превосходные характеристики шумового напряжения – 1.8 нВ/√Гц на частоте 1 кГц – при низкой входной емкости (типовое значение 8 пф). Кроме того, в этих устройствах практически отсутствует импульсный шум. Хотя этот тип шума из микросхем практически исключен (обратите внимание на термин «практически»), бывают случаи, когда любой уровень шума, как бы редко он ни возникал, может помешать работе чувствительных схем. Низкое напряжение смещения, обусловленное очень близким соответствием характеристик транзисторов, не превышает 20 мВ.
 |
|
| Рисунок 1. | Сдвоенный p-канальный JFET LSJ689 компании Linear Systems имеет превосходные характеристики шумового напряжения – 1.8 нВ/√Гц на частоте 1 кГц – при низкой входной емкости (типовое значение 8 пф). |
Разработчики схем обнаружат, что с помощью этих устройств можно добиться более жесткого согласования токов насыщения сток-исток с разбросом не более 10%, а также более хорошего теплового отслеживания (благодаря монолитному кристаллу), чем при использовании отдельных JFET.
Приложения
Боб Корделл написал превосходное руководство по проектированию высококачественных комплементарных входных каскадов [1]. Примером одного из его приложений может служить полностью комплементарный входной каскад, работающий на второй, двухтактный каскад (Рисунок 2).
 |
|
| Рисунок 2. | Этот полностью комплементарный входной каскад подключен к двухтактному второму каскаду (Q5, Q6), который суммирует выходные сигналы верхней (Q1, Q2) и нижней (Q3, Q4) входных пар. |
На Рисунке 2 и в других подобных конфигурациях обычно используется отрицательная обратная связь. Каждая дифференциальная пара питается от источника тока 2 мА (I1 и I2), подключенного к соответствующей шине питания.
Корпуса
Пара JFET LSJ689 выпускается в корпусах SOT-23 6L, SOIC-A 8L и TO-71 6L, соответствующих требованиям RoHS. Корпуса SOT-23 6L и SOIC-A 8L идеально подходят для схем с ограниченным объемом в аудио и измерительных приложениях.
Ссылка
- Bob Cordell. LSJ689 Application Note
