Тл 431 характеристики: Описание регулируемого стабилитрона TL431. Схемы включения, цоколевка, аналоги, datasheet

Похожие страницы

ETC IP431ACN

FCI TL431ACLT1

TSC TS1431BCX

NTE NTE999M

TSC TS431ACS

КРЫЛО TL431LT1

FAIRCHILD LM431SAI

FAIRCHILD RC0431

FCI TL431CD

HTC TL431GA

KEC KIA431

KEC KIA2431AP

KEC KIA7032

ДИОДЫ TL431

TI TL431BCDBZR

TI TL431CDR

TI TL431QDBVRQ1

TI TL431MJGB

PHILIPS TDA4504B

ESTEK TL431AM

LITEON LTE

Обзор продукта

dtsheet © 2021 г.

Распиновка TL431, аналог, применение, приложения и другие подробности

TL431 — это трехконтактная микросхема стабилизатора шунта, сегодня мы собираемся обсудить распиновку TL431, ее эквивалент, использование, приложения и другие подробности о том, как и где использовать эту микросхему.

• Изготавливается в ТО-92 и других мелких упаковках
• Регулируемое выходное напряжение от 2,5 до 36 В
• Выходной ток регулируется от 1 мА до 100 мА
• Температурная стабильность
• Низкая цена
• Подходит для использования в коммерческих устройствах

TL431 — это ИС с шунтирующим диодом-стабилизатором, доступная в корпусах TO-92 и других. Это трехконтактная ИС. Выходное напряжение можно регулировать от 2,5 В до 36 В с помощью резистивного делителя, подключенного к его опорному выводу или выводу 1. Более того, эта ИС может работать в диапазоне тока от 1 мА до 100 мА с типичным значением выходного импеданса 0,22 Ом. Он также способен обеспечить стабильную работу в широком диапазоне температур. Его можно использовать в качестве замены стабилитрона в самых разных приложениях, потому что он работает так же, как стабилитрон, с той лишь разницей, что его выход регулируется.

TL431 имеет множество применений в электронике, чаще всего он используется для контроля пониженного и повышенного напряжения, контроля оконного напряжения и т. Д., А также его можно найти в источниках питания в качестве источника опорного напряжения.

Посмотрев на внутреннюю блок-схему, показанную ниже, мы можем увидеть, что внутренняя схема микросхемы содержит NPN-транзистор на выходе, который смещается от операционного усилителя с точным напряжением 2,5 В.

Схемы компаратора напряжения

Зарядное устройство и цепи монитора

Применение солнечной энергии

Коммутационные цепи питания

KIA431, TL432, LM336Z5, TA76431S (TE6, F, M)

Для получения долгосрочной и стабильной работы с TL431 рекомендуется не управлять нагрузкой более 100 мА с ИС, не прикладывать к ИС более 36 В, всегда проверяйте распиновку перед размещением в цепи, это может привести к неправильному размещению ИС. при необратимом повреждении внутренней схемы ИС, и всегда работайте и храните ИС при температурах выше -65 и ниже +150 по Цельсию.

Чтобы загрузить техническое описание, просто скопируйте и вставьте приведенную ниже ссылку в свой браузер.

https://cdn.datasheetspdf.com/pdf-down/T/L/4/TL431_MotorolaInc.pdf

самый распространенный чип, о котором вы никогда не слышали

TL431 является «программируемым прецизионным эталоном» [1] и обычно используется в импульсных источниках питания, где он обеспечивает обратную связь, указывающую, является ли выходное напряжение слишком высоким или слишком низким. За счет использования специальной схемы, называемой запрещенной зоной, TL431 обеспечивает стабильное опорное напряжение в широком диапазоне температур. На блок-схеме TL431 ниже показано, что он имеет опорное напряжение 2,5 В и компаратор [1], но, глядя на кристалл, видно, что внутренне он сильно отличается от блок-схемы.

TL431 имеет долгую историю; он был представлен в 1978 году [2] и с тех пор является ключевой частью многих устройств. Он помогал регулировать блок питания Apple II и теперь используется в большинстве блоков питания ATX [3], а также в зарядное устройство для iPhone и другие зарядные устройства. Адаптер MagSafe и другие адаптеры для ноутбуков используют его, а также миникомпьютеры, Драйверы светодиодов, аудио источники питания, видеоигры и телевизоры.[4]

На фотографиях ниже показан TL431 внутри шести различных блоков питания. TL431 бывает разных форм и размеров; два наиболее распространенных показаны ниже. [5] Возможно, причина того, что TL431 не привлекает особого внимания, потому что он выглядит как простой транзистор, а не как микросхема.

Как компоненты реализованы в микросхеме TL431

Реализация различных типов транзисторов в IC

Обозначение и структура транзистора NPN.

На фото ниже показан один из транзисторов TL431 в том виде, в каком он изображен на микросхеме. Разные розовый и фиолетовый цвета — это области кремния, которые были легированы по-разному, образуя N- и P-области. Беловато-желтые области — это металлический слой микросхемы поверх кремния — они образуют провода, соединяющие коллектор, эмиттер и базу.

Под фотографией находится рисунок в разрезе, примерно показывающий, как устроен транзистор. [6] В книгах есть гораздо больше, чем просто бутерброд N-P-N, но если вы внимательно посмотрите на вертикальное сечение под буквой E, вы можете найти N-P-N, образующий транзистор. Провод эмиттера (E) подключен к кремнию N +. Ниже находится слой P, подключенный к базовому контакту (B). А ниже находится слой N +, подключенный (косвенно) к коллектору (C). [7] Транзистор окружен кольцом P +, которое изолирует его от соседних компонентов.Поскольку большая часть транзисторов в TL431 представляет собой NPN-транзисторы с такой структурой, легко выбрать транзисторы и найти коллектор, базу и эмиттер, если вы знаете, что искать.

Транзистор NPN из кристалла TL431 и его кремниевая структура.

Выходной транзистор NPN в TL431 намного больше, чем у других транзисторов, поскольку он должен выдерживать полную токовую нагрузку устройства. Хотя большинство транзисторов работают от микроампер, этот транзистор поддерживает ток до 100 мА.Для поддержки этого тока он большой (занимает более 6% всей матрицы) и имеет широкие металлические соединения с эмиттером и коллектором.

Компоновка выходного транзистора сильно отличается от других NPN-транзисторов. Этот транзистор построен сбоку, с базой между эмиттером и коллектором. Металл слева подключается к 10 эмиттерам (голубоватый кремний N), каждый из которых окружен розоватым кремнием P для основания (средний провод). Коллектор (справа) имеет один большой контакт.Эмиттерный и базовый провода образуют вложенные «пальцы». Обратите внимание, как металл коллектора становится шире сверху вниз, чтобы поддерживать более высокий ток в нижней части транзистора. На изображении ниже показана деталь транзистора, а на фотографии кристалла — весь транзистор.

Крупный план сильноточного выходного транзистора в микросхеме TL431.

Транзисторы PNP имеют совершенно иную компоновку, чем транзисторы NPN. Они состоят из круглого эмиттера (P), окруженного кольцевым основанием (N), которое окружено коллектором (P).Это формирует сэндвич P-N-P по горизонтали (по бокам), в отличие от вертикальной структуры NPN-транзисторов. [8]

На схеме ниже показан один из транзисторов PNP в TL431, а также его поперечное сечение, показывающее кремниевую структуру. Обратите внимание, что хотя металлический контакт для базы находится на краю транзистора, он электрически подключен через области N и N + к своему активному кольцу между коллектором и эмиттером.

Структура PNP-транзистора в микросхеме TL431.

Как резисторы реализованы в кремнии

На фото ниже показаны три резистора на кристалле. Три длинные горизонтальные полоски представляют собой резистивный кремний, из которого состоят резисторы.Над резисторами проходят желтовато-белые металлические жилы. Обратите внимание на квадратные контакты, где металлический слой соединен с резистором. Положения этих контактов определяют активную длину резистора и, следовательно, сопротивление. Сопротивление резистора внизу немного больше, потому что контакты немного дальше друг от друга. Два верхних резистора соединены последовательно металлом в верхнем левом углу.

Резисторы в TL431.

Резисторы в ИС имеют очень плохие допуски — сопротивление может варьироваться на 20% от микросхемы к микросхеме из-за различий в производственном процессе.Очевидно, это проблема прецизионного чипа, такого как TL431. По этой причине TL431 спроектирован таким образом, что важным параметром является соотношение сопротивлений, особенно R1, R2, R3 и R4. Пока все сопротивления изменяются в одном и том же соотношении, их точные значения не имеют большого значения. Второй способ, которым микросхема снижает влияние вариаций, — это ее расположение. Резисторы расположены параллельными полосами одинаковой ширины, чтобы уменьшить влияние любой асимметрии сопротивления кремния. Резисторы также расположены близко друг к другу, чтобы минимизировать любые различия в свойствах кремния между различными частями микросхемы.Наконец, в следующем разделе показано, как можно отрегулировать сопротивление перед упаковкой чипа, чтобы точно настроить его производительность.

Кремниевые предохранители для подстройки резисторов

На фото кристалла ниже показана одна из цепей предохранителей. Есть небольшой резистор (на самом деле два параллельных резистора), подключенный параллельно предохранителю. Обычно предохранитель вызывает шунтирование резистора. В процессе изготовления можно измерить характеристики микросхемы. Если требуется большее сопротивление, два щупа контактируют с контактными площадками и подают сильный ток. Это приведет к перегоранию предохранителя и добавлению небольшого сопротивления цепи. Таким образом, сопротивление в конечной цепи можно немного отрегулировать для повышения точности микросхемы.

Подстроечный предохранитель в TL431.

Конденсаторы

Первый конденсатор (под текстом TLR431A) представляет собой диод с обратным смещением (красноватые и пурпурные полосы). Переход обратно смещенного диода имеет емкость, которую можно использовать для формирования конденсатора (подробности). Одним из ограничений этого типа конденсатора является изменение емкости в зависимости от напряжения из-за изменения ширины перехода.

Конденсатор перехода в микросхеме TL431 с встречно-штыревыми PN переходами. Идентификатор кристалла написан металлическим сверху.

Второй конденсатор сформирован совершенно иначе и больше похож на традиционный конденсатор с двумя пластинами. Здесь особо не на что смотреть: у него есть большая металлическая пластина с кремнием N + под ней, действующим как вторая пластина. Форма неправильная, чтобы соответствовать другим частям схемы. Этот конденсатор занимает около 14% кристалла, демонстрируя, что конденсаторы очень неэффективно используют пространство в интегральных схемах.В таблице данных указано, что эти конденсаторы имеют емкость 20 пФ каждый; Не знаю, настоящая это ценность или нет.

Конденсатор в микросхеме TL431.

Реконструкция микросхемы TL431

Матрица TL431 с маркировкой.

На схеме выше показаны компоненты на кристалле TL431, помеченные в соответствии со схемой ниже. Из предыдущего обсуждения структура каждого компонента должна быть ясна. Три контакта микросхемы подключены к контактным площадкам «ref», «anode» и «катод».Чип состоит из одного слоя металла (желтовато-белого цвета), соединяющего компоненты. На схеме показаны сопротивления с точки зрения неизвестного масштабного коэффициента R; 100 & Ом; вероятно, разумное значение для R, но я не знаю точного значения. Один большой сюрприз при взгляде на кристалл заключается в том, что значения компонентов сильно отличаются от значений на ранее опубликованных схемах. Эти значения существенно влияют на работу опорного напряжения запрещенной зоны. [9]

Внутренняя схема TL431

Как работает микросхема

Я дам краткое описание внутренней работы чипа, а подробное объяснение напишу позже.Самая интересная часть микросхемы — это опорное напряжение запрещенной зоны с температурной компенсацией. [10] Ключ к этому можно увидеть, посмотрев на кристалл: у транзистора Q5 площадь эмиттера в 8 раз больше, чем у Q4, поэтому температура на два транзистора влияет по-разному. Выходы этих транзисторов объединены R2, R3 и R4 в правильном соотношении, чтобы нейтрализовать влияние температуры, образуя стабильный эталон. [11] [12]

Напряжения из температурно-стабилизированной запрещенной зоны поступают в компаратор, который имеет входы Q6 и Q1; Q8 и Q9 управляют компаратором.Наконец, выходной сигнал компаратора проходит через Q10 для управления выходным транзистором Q11.

Низкотехнологичный способ снятия крышки с TL431

Корпус TL431, внутренний анод и большая часть кристалла.

Используя базовый микроскоп, Получил фото ниже. Хотя качество изображения не такое, как у Zeptobars, оно показывает структуру чипа лучше, чем я ожидал.Этот эксперимент показывает, что вы можете выполнять базовый уровень снятия колпачков и фотографирования кристаллов, не прибегая к опасным кислотам. На этой фотографии я вижу, что дешевые TL431, которые я заказал на eBay, идентичны тому, что сняли Zeptobars. Поскольку чип Zeptobars не соответствовал опубликованным схемам, я подумал, не получили ли они странный вариант чипа, но, видимо, нет.

Кусок матрицы TL431, сфотографированный через микроскоп.

Заключение

Благодарности

Примечания и ссылки

[1] Поскольку TL431 выполняет необычную функцию, для ее функции нет стандартного названия. В различных таблицах данных он описывается как «регулируемый шунтирующий регулятор», «программируемый прецизионный эталон», «программируемое опорное напряжение шунта», и «программируемый стабилитрон».

[2] Я откопал немного истории о происхождении TL431 от Texas Instruments. Справочник по регулятору напряжения (1977 г.). Чип-предшественник, TL430, был представлен как регулируемый шунтирующий регулятор в 1976 году. TL431 был создан как усовершенствование TL430 с большей точностью и стабильностью и назывался регулируемым шунтирующим регулятором precision .TL431 был анонсирован как продукт будущего в 1977 году и выпущен в 1978 году. Еще одним продуктом будущего, о котором TI анонсировала в 1977 году, стал TL432, который должен был стать «строительным блоком таймера / регулятора / компаратора», содержащим в одном корпусе источник опорного напряжения, компаратор и бустерный транзистор. предварительный паспорт. Но когда вышел TL432, от плана «строительного блока» отказались. TL432 оказался просто TL431 с другим порядком контактов, чтобы облегчить компоновку печатной платы. техническая спецификация.

[3] Современные блоки питания ATX (например, пример) часто содержат три TL431.Один обеспечивает обратную связь для резервного источника питания, другой обеспечивает обратную связь для основного источника питания, а третий используется в качестве линейного регулятора для выхода 3,3 В.

[4] Интересно посмотреть на импульсные блоки питания, которые не используют TL431. В более ранних импульсных источниках питания в качестве источника опорного напряжения обычно использовался стабилитрон. В первых источниках питания Apple II в качестве источника опорного напряжения использовался стабилитрон (Astec AA11040), но вскоре он был заменен на TL431 в версии Astec AA11040-B.Модель B Commodore CBM-II использовала TL430 вместо TL431, что является необычным выбором. В миникомпьютерах HP-1000 использовались как TL430 (p69), так и TL431 (p73). В оригинальном источнике питания IBM PC для справки использовался стабилитрон (вместе со многими операционными усилителями). В более поздних источниках питания ПК часто использовался ШИМ-контроллер TL494, который содержал собственный источник опорного напряжения и работал от вторичной обмотки. В других источниках питания ATX использовался SG6105, который включал в себя два TL431 внутри.

В зарядных устройствах для телефонов обычно используется TL431.Недорогие подделки — исключение; вместо этого они часто используют стабилитрон, чтобы сэкономить несколько центов. Другим исключением являются зарядные устройства, такие как зарядное устройство для iPad, в которых используется регулирование на первичной стороне и вообще не используется обратная связь по напряжению с выхода. См. Мою статью об истории блоков питания для получения дополнительной информации.

[5] TL431 доступен в большем количестве пакетов, чем я ожидал. На двух фотографиях показан TL431 в транзисторном корпусе с тремя выводами (TO-92). На остальных фотографиях показан корпус SOT23-3 для поверхностного монтажа.TL431 также выпускается в корпусах для поверхностного монтажа с 4, 5, 6 или 8 выводами (SOT-89, SOT23-5, SOT323-6, SO-8 или MSOP-8), а также более крупный корпус, такой как силовой транзистор (TO-252) или 8-контактный корпус IC (DIP-8). (фотографий).

[6] Для получения дополнительной информации о том, как биполярные транзисторы реализованы в кремнии, существует множество источников. Полупроводниковая технология дает хороший обзор конструкции NPN-транзистора. «Базовая обработка интегральных схем» — это презентация, в которой очень подробно описывается изготовление транзисторов. Схема Википедии также полезна.

[7] Вы могли спросить, почему существует различие между коллектором и эмиттером транзистора, когда простая картина транзистора полностью симметрична. Оба подключаются к слою N, так почему это важно? Как видно на фотографии кристалла, в реальном транзисторе коллектор и эмиттер сильно отличаются. Помимо очень большой разницы в размерах, кремний также отличается легированием. В результате транзистор будет иметь плохое усиление, если поменять местами коллектор и эмиттер.

[8] Транзисторы PNP в TL431 имеют круговую структуру, которая придает им вид, сильно отличающийся от транзисторов NPN. Круговая структура, используемая для транзисторов PNP в TL431, проиллюстрирована в книге «Разработка аналоговых микросхем» Ганса Камензинда, который был разработчиком таймера 555. Если вы хотите узнать больше о работе аналоговых микросхем, я настоятельно рекомендую книгу Камензинда, в которой аналоговые схемы подробно объясняются с минимумом математики. Загрузите бесплатный PDF или получите печатная версия.

Структура транзистора PNP также объясняется в Принципах полупроводниковых устройств. Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем предоставляет подробные модели биполярных транзисторов и способы их изготовления в ИС.

[9] Транзисторы и резисторы в кристалле, который я исследовал, имеют очень разные значения от значений, опубликованных другими. Эти значения существенно влияют на работу опорного напряжения запрещенной зоны. Конкретно, предыдущие схемы показывают R2 и R3 в соотношении 1: 3, а Q5 имеет в 2 раза большую площадь эмиттера, чем Q4.На фото кристалла R2 и R3 равны, а площадь эмиттера Q5 в 8 раз больше, чем у Q4. Эти отношения приводят к другому ΔVbe. Чтобы компенсировать это, R1 и R4 различаются между предыдущими схемами и фотографией кристалла. Я объясню это подробно в более поздних статьях, но подведем итог: Vref = 2 * Vbe + (2 * R1 + R2) / R4 * ΔVbe, что составляет примерно 2,5 вольта. Обратите внимание, что соотношение сопротивлений имеет значение, а не значения; это помогает противодействовать плохим допускам резисторов в микросхеме.

В кристалле Q8 сформирован из двух параллельно включенных транзисторов.Я ожидал, что Q8 и Q9 будут идентичны, чтобы сформировать сбалансированный компаратор, поэтому я не понимаю мотивацию, стоящую за этим. Моя основная теория заключается в том, что это немного увеличивает опорное напряжение до 2,5 В. Б. Энгл предполагает, что это может помочь устройству лучше работать при низком напряжении.

[10] Я не буду вдаваться в подробности ссылки на запрещенную зону, упомяну только, что это звучит как какое-то сумасшедшее квантовое устройство, но на самом деле это всего лишь пара транзисторов. Для получения дополнительной информации о том, как работает эталон запрещенной зоны, см. Как сделать эталон напряжения запрещенной зоны в одном легком уроке Пола Брокоу, изобретателя Ссылка на запрещенную зону.Презентация по ссылке на запрещенную зону находится здесь.

[11] В некотором смысле схема запрещенной зоны в TL431 работает «в обратном направлении» по отношению к обычному опорному напряжению запрещенной зоны. Обычная запрещенная схема обеспечивает необходимые эмиттерные напряжения для получения желаемого напряжения на выходе. Схема TL431 принимает опорное напряжение в качестве входа, а напряжения эмиттера используются в качестве выходов для компаратора. Другими словами, в отличие от блок-схемы, внутри TL431 есть стабильное опорное напряжение , а не , которое сравнивается с опорным входом.Вместо этого вход ref генерирует два сигнала для компаратора, которые совпадают, когда на входе 2,5 вольта.

[12] О TL431 написано много статей, но они, как правило, очень технические, предполагая наличие знаний в теории управления, графиках Боде и т. Д. TL431 в контурах импульсных источников питания — это классический образец TL431, созданный Кристофом Бассо и Петром Каданкой. Это объясняет TL431 от внутренних компонентов через компенсацию контура до фактического источника питания. Он включает подробную схему и описание внутренней работы TL431.Другие статьи по теме доступны на сайте powerelectronics. com. Проектирование с использованием TL431, Ray Ridley, Switching Power Magazine — это подробное объяснение того, как использовать TL431 для обратной связи по источнику питания, а также детали компенсации петли. TL431 в разделе «Управление импульсными источниками питания» — это подробная презентация ON Semiconductor. Техническое описание TL431 включает схему внутреннего устройства микросхемы. Как ни странно, сопротивления на этой схеме сильно отличаются от того, что можно увидеть на кристалле.

(PDF) VCO с использованием эталона TL431

, который также является базовым напряжением первого транзистора в паре Дарлингтона Q7 и Q8, заставляя Q8 до

проводить сильную проводимость, вызывая его напряжение коллектор-эмиттер (VCE), которое в действительности составляет ВКА стремительно падать.В этом конкретном приложении

опорный вывод (R), к которому подключен конденсатор, жестко подключен к

катодному выводу (K). Следовательно, до сих пор, когда напряжение на конденсаторе превышает равновесное,

, устройство имеет тенденцию быстро понижать свое катодно-анодное напряжение, чтобы восстановить равновесие.

Рисунок 3 Простая иллюстрация путей тока в релаксационном генераторе TL431

Рисунок 3 показывает в виде блок-схемы, как устойчивые колебания начинаются и нарастают, когда внутреннее равновесие

устройства TL431 нарушается.Конденсатор заряжается от небольшого постоянного тока, равного почти

, который происходит от тока питания I1. На рисунке 1 этот зарядный ток обозначен

как I3. Когда конденсатор проходит равновесное значение VREF, ток I2, который представляет собой объединенные

коллекторных токов Q7 и Q8 на рисунке 2, быстро течет и эффективно отводит заряд, накопленный в конденсаторе

. Продолжительность I2 непродолжительна, но ее достаточно, чтобы напряжение на конденсаторе снова упало ниже равновесного значения

.Затем конденсатор снова начинает заряжаться от I1, и цикл достигает устойчивых колебаний

. Поскольку разряд конденсатора происходит очень быстро, ток во время разряда на

намного больше, чем ток источника I1, согласно I = ΔQ / Δt, где ΔQ — это заряд, приобретаемый конденсатором

во время фазы зарядки.

Оценка времени зарядки и разрядки

Поскольку токи зарядки и разрядки известны, можно найти приблизительные выражения для заряда

, полученного во время зарядки, и заряда, сбрасываемого в выходные каскады TL431.

Эти два выражения равны во время стабильного колебания, процесса, похожего на двухступенчатую бригаду ковша.

То есть заряд, полученный во время зарядки, равен заряду, потерянному во время разрядки. На рисунке 1

I3 = I1 — IBIAS

Величина IBIAS в TL431 составляет около 260 мкА в широком диапазоне VCTRL.

Исходя из первых принципов, получается следующее дифференциальное уравнение:

Сопротивление Rs — это последовательное сопротивление, подключенное к управляющему напряжению.Решение проблемы дифференциала

Planet Analog — казалось бы, простые схемы: регулятор напряжения TL431, часть 6

Разбавьте свою дыхательную смесь, когда мы окончательно погрузимся в динамику TL431 и рассмотрим выходное сопротивление. На этой глубине видны более странные существа, но все заканчивается хорошим погружением.

Выходное сопротивление

Графики, показанные ниже, представляют собой графики выходного сопротивления, заданного TI (Рисунок 1) и ON (Motorola) (Рисунок 2).

Рисунок 1

Рисунок 2

Зависимость динамического сопротивления от частоты

Диаграммы логарифма имеют ту же основную форму и нецелочисленный наклон около 1,5. График TI изменяет два декады в Z _o в диапазоне частот (соотношении) × 20, в результате получается наклон 1,54. Частота полюса для TI составляет около 1,2 МГц и ноль на 70 кГц, отношение 17. Для ON, полюс около 600 кГц и ноль на частоте 50 кГц, отношение 12.

Основная форма графика характерна для усилителей с обратной связью. Ниже полосы усиления контура Z _o соответствует полосе замкнутого контура и составляет

, где G — коэффициент усиления по напряжению усилителя прямого тракта, а H _V — ослабление напряжения в тракте обратной связи делителя от выхода до контакта 1. Для однополюсного G полосы пропускания p ,

Подставляется в выражение с обратной связью для Z _o ,

Первый фактор — это замкнутый контур Z _o , уменьшенный квазистатическим (0 ⁺ Гц) коэффициентом обратной связи, 1 + G ₀ x H _V .Нуль на p заставляет его увеличиваться, пока он не сгладится на полюсной частоте в (1 + G ₀ x H _V ) x p . Для Z _o = r _из ,

Записав Z _o (cl) в форме непрерывной дроби с использованием длинного деления, получается эквивалентное полное сопротивление цепи:

Интерпретация окончательного выражения, r _out находится параллельно с последовательностью LR, где L является r _out / p x G ₀ x H _V и R — r _из / G ₀ x H _V . Для высокого коэффициента усиления контура r _out / G ₀ x H _V может быть опущено и Z _o (cl) аппроксимировано как высокочастотная модель, действительная для частот между p и G ₀ x H _V x p , as

,

Выше полосы пропускания усилителя, p — где-то между 70 кГц и 100 кГц на || Z || графики — импеданс увеличивается по мере уменьшения коэффициента усиления контура в соответствии с приведенным выше уравнением.Затем, когда коэффициент усиления контура достигает единицы — примерно на 1,2–1,6 МГц — график снова прерывается при значении разомкнутого контура r _из .

Значения от 10 Ом до 12 Ом для r _out , как видно из приведенных выше графиков импеданса, ниже, чем r _o || R _L = 123 Ом || 1 кОм = 110 Ом. Полулогарифмический график National Semiconductor Z _o аналогичен, но имеет пики около 1,1 МГц и 14 Ом, а затем уменьшается до 12. 5 Ом. Согласно вышеупомянутой модели Z график Z должен разрываться на полюсной частоте около 400 x 85 кГц или 34 МГц, а не 1,4 МГц. Если бы Z продолжал расти до 34 МГц, r _из было бы примерно 400 x (0,2 Ом) = 80 Ом, что ближе к расчетным 110 Ом. Если бы вышеприведенные графики были расширены до 34 МГц, то r _из было бы примерно на (34 / 1,4) · (11 Ом) = 267 Ом, что выше расчетного значения.

График NXP log-log Z _o показан ниже.Хотя он также имеет ноль около 70 кГц, в отличие от двух предыдущих графиков, он не показывает частоту разрыва около 1 МГц. Его наклон близок к +1, в соответствии с одним нулем.

График также показывает намек на другую частоту разрыва на 2 МГц, где Z ≈ 5,5 Ом. Таким образом, индуктивность

Эта индуктивность может резонировать с выходной емкостью в высокочастотной области, где есть диапазон емкости, который может вызывать колебания.

Закрытие

Нецелочисленные наклоны графиков усиления и импеданса TI и ON, обнаружение разрыва нуля на графиках усиления TI и ON вблизи частоты с единичным усилением, сглаживание Z _o после 1.