ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ НА КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С УПРАВЛЯЮЩИМ PN-ПЕРЕХОДОМ
Систематическая составляющая напряжения смещения нуля (Uсм) двухкаскадных BJT и CMOS операционных усилителей (ОУ) с классической архитектурой существенно зависит от численных значений (отличия от единицы) коэффициента передачи по току (Ki≈1) применяемых токовых зеркал (ТЗ). На данный параметр ТЗ оказывает также влияние напряжения Эрли их доминирующих активных компонентов. Поэтому, токовые JFET зеркала являются сегодня слабым звеном в современной JFET аналоговой схемотехнике и их нецелесообразно применять в структуре JFET ОУ. В статье поставлена и решена задача об условиях исключения ТЗ в ОУ на основе полевых транзисторов с управляющим pn-переходом для случая, когда необходимо получить малое значение Uсм. Предлагаются варианты практических схем входных (ВК) и промежуточных (ПК) каскадов микроэлектронных операционных усилителей на комплементарных полевых транзисторах с управляющим pn-переходом (CJFET). Их основная особенность - отсутствие токового зеркала, которое при реализации на CJFET отрицательно влияет на основные параметры ОУ по систематической составляющей напряжения смещения нуля, коэффициентам ослабления входного синфазного сигнала и подавления помех по шинам питания. В этой связи перспективны схемы ВК и ПК, которые не используют данный CJFET функциональный узел. Приведены схемы операционных усилители на основе разработанных ВК с разомкнутым коэффициентом усиления более 80 дБ и систематической составляющей напряжения смещения нуля в пределах 300мкВ при малом токопотреблении в статическом режиме. Актуальность выполненных исследований заключается в необходимости развития теории проектирования высокоточных JFET и CJFET IP-модулей для применения в структурах малошумящих аналоговых интерфейсов датчиков различных физических величин, в том числе работающих в тяжелых условиях эксплуатации (воздействие низких температур и радиации). Предлагаемые схемы могут быть реализованы на широкозонных полупроводников (SiC JFET, GaN JFET или GaAs JFET).