Федеральное1государственное1образовательное

учреждение

Высшего профессионального образования астраханский государственный технический университет

Кафедра Электрооборудования и автоматики судов

Курсовая работа

по дисциплине «Физические основы электроники»

На тему: «Расчет функционального устройства судовой автоматики на операционном усилителе».

Вариант №11

Выполнил: ст.гр. ДТВ-31

Козаренко П.А.

Принял: доцент. Климкин К.А

Астрахань 2011 г.

Задание.

Тип микросхемы: К544УД2А.

Дифференциальнй усилитель U1=500..1200мВ U2=1200..500мВ

1. Расшифровка системы условных обозначений микросхемы к544уд2а.

2. Описание технологии изготовления микросхемы.

Технология изготовления микросхемы операционного усилителя К544УД2А заключается в следующих основных технологических процессах:

Фотолитография—это процесс получения на поверхности пластины требуемого рисунка. Поверхность полупроводника, маскированного оксидной пленкой, покрывают фоторезистором (светочувствительным слоем). Затем для обеспечения равномер­ности покрытия пластину помещают на центрифугу и сушат. После этого экспонируют поверхности ультрафиолетовым из­лучением через маску, на которой выполнен требуемый рисунок в виде прозрачных и непрозрачных участков. Участки фото­резистора, оказавшиеся освещенными, будут задублены, а с не­освещенных (незадубленных) участков фоторезистр удаляют специальным составом.

Травление используют для того, чтобы с участков, не защищенных задубленным фоторезистором плавиковой кисло­той, стравить диоксид кремния. В результате в оксидной пленке образуются окна, через которые и производится диф­фузия.

Диффузия - это процесс, с помощью которого на поверх­ности или внутри пластины полупроводника получают р-или n-области путем введения акцепторных или донорных примесей. Проникновение примесей внутрь пластины полупро­водника происходит за счет диффузии атомов, находящихся в составе паров, в атмосферу которых помещена нагретая до высокой температуры полупроводниковая пластина.

Эпитаксией называют процесс выращивания одного монокристалла на грани другого. Полупроводниковые эпитаксиальные пленки могут быть получены различными способами: термическим испарением в вакууме, осаждением из парооб­разной фазы, распылением в газовом промежутке. Изменяя тип примеси и условия выращивания можно в широких пределах изменять электрические свойства эпитаксиальной пленки. Следует отметить, что процесс эпитаксии при изготов­лении полупроводниковых элементов может заменить процесс диффузии.

3. Цоколевка, электрическая схема, электрические параметры и предельно допустимые режимы эксплуатации микросхемы.

Микросхема представляет собой операционный дифферен­циальный усилитель с высоким входным сопротивлением и ни­зким уровнем входных токов, с внутренней частотной коррек­цией, обеспечивающей устойчивую работу при любых режимах отрицательной обратной связи, включая режимы интеграторов и повторителей напряжения. Совокупность и уровень парамет­ров этой ИС позволяет использовать её в качестве интеграторов с большим временем интег­рирования и малой погрешностью, в электрометрах и логариф­мических усилителях с расширенным диапазоном логарифмиро­вания. Малые значения шумового тока и хорошие спектральные характеристики напряжения шума, высокие динамические пара­метры, дают преимущества при использовании в качестве усилителей для высокоомных фотоприемников с режимом пре­образования тока в напряжение, схем выборки и хранения и вы­сокоомных буферных каскадов. Применяются при создании видеоусилителей, импульсных усилителей, усилителей фотоприемников, генераторов высокочастотных колебаний. Могут использоваться вместо ОУ КР574УД1, КР574УД3, КР140УД11. Электрическая схема ИС содержит входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах с p-n переходом, промежуточный дифференциальный каскад на p-n-p транзисторах, однотактные согласующие повторители и выходной двухтактный повторитель напряжения. Частотная коррекция осуществляется внутренним интегрирующим конденсатором и резистором. Внутренние элементы частотной коррекции обеспечивают стабильность в различных режимах обратной связи, в том числе при полной отрицательной обратной связи в повторителе напряжения. Для расширения возможностей применения К544УД2, КР544УД2 один из выводов цепи коррекции внутри ИС не подключен, а соединен с выводом 8. Включение коррекции происходит при внешнем замыкании выводов 1 и 8. Если выводы 1 и 8 не соеденены между собой, то цепь коррекции отключена.

Корпус К544УД1Б

Электрическая схема   Условное графическое обозначение

Назначение выводов:

1,8 - баланс; 2 - вход инвертирующий; 3 - вход неинвертирующий; 4 - напряжение питания (-U_п1); 5 - свободный; 6 - выход; 7 - напряжение питания (U_п2);   

Электрические параметры:

1	Номинальное напряжение питания	15 В  10 %
2	Выходное напряжение при Uп=   15 В	|  12| В
3	Напряжение шумов приведенное ко входу при Uп=   15 В	5 мкВ
4	Напряжение смещения нуля при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В.         КР544УД2А,	20 мВ
5	Средний входной ток при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В.         КР544УД2А,	0,05 нА
6	Разность входных токов при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В.         КР544УД2А	0,02 нА
7	Ток потребления при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В.         КР544УД2А	2,5 мА
8	Коэффициент усиления напряжения при Uп=   15 В, Uвых=   4 В.        КР544УД2А	200000
9	Коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения нуля при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В.         КР544УД2А	100 мкВ/В
10	Средний температурный дрейф разности входных токов при Uп=   15 В, в диапазоне от -45 до 70 ° C	30 нА/ ° C
11	Средний температурный дрейф напряжения смещения нуля при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В.         КР544УД2А	30 мкВ/ ° C
12	Частота единичного усиления при Uп=   15 В, Uвых=   0,02 В	1 МГц
13	Максимальная скорость нарастания выходного напряжения при Uп=   15 В, Uвых=-10 В, Uвх=-10 В         КР544УД2А	5 В/мкс
14	Входное сопротивление	1,5 · 10^11 Ом
15

Предельно допустимые режимы эксплуатации

1	Напряжение источников питания Uп1, Uп2     в предельном режиме	(13,5...16,5) В  (7...16,6) В
2	Входные дифференциальные и синфазные напряжения     в предельном режиме	10 В  12 В
3	Максимальная рассеиваемая мощность в диапазоне температур от -45 до +70 ° C	200 мВт
4	Сопротивление нагрузки     в предельном режиме	2 кОм  1 кОм
5	Емкость нагрузки	500 пФ
5	Температура окружающей среды	-10...+70 ° C