УДК 621.375 ДВОРНИКОВ О.В., ПОНАРЯДОВ В.В.,
ЧЕХОВСКИЙ В.А.

ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ ЗАРЯДОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ
УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ С РЕГУЛИРОВКОЙ ФОРМЫ
ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

ОАО МНИПИ, 220113, Беларусь, г. Минск, ул. Я. Коласа, 73,
e-mail: Oleg_Dvornikov@tut.by
БГУ, 220050, Беларусь, г. Минск, пр. Ф. Скорины, 4
ННУЦ ФЧВЭ БГУ, 220153, Беларусь, г. Минск, ул. Богданови-
ча,153

Аналоговый базовый матричный кристалл АБМК 1-2 [1] и его по-
следняя модернизация АБМК 1-3 хорошо зарекомендовали себя при соз-
дании ряда специализированных ИС: микромощных зарядочувствитель-
ных усилителей (ЗЧУ), счетверенных программируемых ОУ, быстродейст-
вующих компараторов и усилителей- формирователей. Именно поэтому на
нем была разработана специализированная трехканальная ИС для обра-
ботки коротких токовых импульсов емкостных датчиков: фотодиодов, по-
лупроводниковых детекторов и пр. Алгоритм обработки таких сигналов
хорошо отработан на многих изделиях [2]: преобразование короткого то-
кового импульса в ступеньку напряжения и последующая RCN-CRM фильт-
рация напряжения для получения требуемого соотношения времени уста-
новления выходного сигнала и шумовых характеристик, чаще всего опи-
сываемых эквивалентным шумовом зарядом. В соответствии с этим алго-
ритмом была разработана микросхема трехканального зарядочувстви-
тельного усилителя - формирователя (ЗЧУФ), показанная на рис.1.
Особенностью ЗЧУФ является дифференциальная обработка сигна-
ла внутри ИС, что позволило стабилизировать выходное напряжения кана-
лов при допустимом технологическом разбросе электропараметров инте-
гральных элементов, уменьшить перекрестные помехи каналов и, главное,
реализовать простую электронную регулировку усиления и формы выход-
ного сигнала, как показано на рис. 2, 3 для входного заряда QINP=100 фК,
емкости детектора CD=7 пФ при различном сочетании уровней напряже-
ния на входах управления GAIN, TAIL, REF. Возможен также выбор по-
лярности выходного импульса, при работе с как с положительным, так и
отрицательным входным сигналом. Как видно из рис. 3, при уменьшении
времени установления уменьшается амплитуда выходного импульса и по-
является отрицательный выброс на передаточной характеристике, что час-
тично может быть компенсировано регулировкой усиления.

1













Рис. 1 Схема электриче-
ская
функциональная
ЗЧУФ







Рис.2
Выходной
сигнал ЗЧУФ при
изменении напря-
жения на входе
управления GAIN


2



Рис.3 Выходной
сигнал ЗЧУФ при
изменении
напряжения
на
входе управления
TAIL

Микросхема трехканального ЗЧУФ собрана в 24 - выводном четы-
рехстороннем металлокерамическом корпусе Н06.24-1В УФО.481005 ТУ,
а ее основные электропараметры приведены в таблице.

Таблица - Основные электропараметры трехканальной ИС ЗЧУФ
Напряжение питания, В
510%
Ток потребления, мА
≤15
Коэффициент преобразования, мВ/ фК,
при управляющих напряжениях
7.0 10%
GAIN=+1 В, TAIL=+1В, REF=0В*
Время нарастания выходного сигнала ЗЧУФ
45 10%
по уровню 0.1-0.9, нс при GAIN=+1 В, TAIL=+1В, REF=0В*
Время нарастания выходного сигнала предусилителя по

уровню 0.1-0.9, нс*
5
К-т передачи аналогового сумматора
1+ 10%
Эквивалентный шумовой входной заряд, электронов при
2000
CD=7 пФ
* при CD=7 пФ, QINP=100 фК.

1. Дворников О.В., Чеховский В.А. Аналоговый биполярно- поле-
вой БМК с расширенными функциональными возможностями // Chip
News, N2, 1999, с.21-24.
2. Дворников О.В., Чеховский В.А. Применение биполярного БМК
для проектирования аналоговых ИС. Часть 2. Быстродействующий зарядо-
чувствительный усилитель- формирователь // Chip News, N6, 1999, с.12-15.

3

Document Outline