Кто-нибудь тестировал современные CMOS-ОУ , например - серии AD86xx, при температуре жидкого азота (77К) или около того? Нужен малошумящий ОУ для ИК-ФД. желательно Rail-Rail по входу и с низким током потребления.

Что Вы понимаете по ИК ФД - КРТ, InSb, InAsGa ? Стандартные микросхемы не будут правильно работать в азоте, но обычно это и не нужно. Надо правильно проектировать схему, тогда не надо будет морозить усилитель.

Пробывал cmos 4067 4094 - работало без проблем - а вот операционники к сожалению нет.
Как предложение - в азоте стоит только первый транзистор, а всё остальное на тепле, пробывали с кабелем до 10 метров - работает.

- теплые схемы есть, там все ОК, задача чисто технологическая - так было бы удобнее по ряду причин, плюс повышение помехоустойчивости, быстродействия, снижения cross-talk и т.п.

Речь ведь идет о коэффициенте по тепловому шуму 1.7 - ради этого что-нибудь пихать в азот, кроме повторителя на транзисторе(чтобы вывести безболезненно провода из дьюара), обычно не имеет смысла. Тем более весьма посредственный ОУ 86хх серии. Так диод то у Вас какой ?

Никакого улучшения не будет, только ухудшение всех параметров. Помотрите в datasheetы от микросхем, там не даром приводят диапазоны температур. И сколько заливок азотом по Вашему мнению выдержит пластиковый корпус микросхемы ?

[/quote]
Пробывал cmos 4067 4094 - работало без проблем - а вот операционники к сожалению нет.
Как предложение - в азоте стоит только первый транзистор, а всё остальное на тепле, пробывали с кабелем до 10 метров - работает.
[/quote]

- этот вариант известен, но хотелось бы уйти от теплой части.

Вы бы все-таки объяснили, что Вы делать собираетесь, а так можно только Вам посоветовать к Шаркову сходить, чтобы он над Вашей схемы мантры почитал, авось меньше шуметь станет.

- задача не в этом, шум источника при наших условиях преобладает над шумом ОУ AD8608 и т.п. Кстати, их реальные шумы не столь уж и плохи.
Кол-во термоциклов довольно большое выдерживается - несколько 1000 по опыту, да и корпуса бывают разные...
А д-ны указаны в datasheet на всю спецификацию, мне же нужно соблюдение только работоспособности и 1-2 параметров.
Кстати, встречаются и расширенные до азота specificaеions, но такие идут под заказ и довольно дороги.


- схема примитивная, мантры не помогут

вопрос обращен к тем, кто пробовал охлаждать ОУ, - я в свое время этим баловался с отечественными лет 15 назад, сейчас похожая задача возникла вновь, хотел узнать не нашлись ли последователи

Так Вы по существу вопрос поставьте, все таки. Или схему приведите. Так не ответишь. Здесь обычно люди занимаются приборами, работоспособность которых должна быть гарантирована, поэтому давать советы, как использовать ОУ в нештатном режиме вряд ли кто станет.
Кстати, спеиально разработанные для работы в криогенных условиях микросхемы нашего производства выдерживают 100 циклов, западные - 1000 или несколько тысяч (согласно данным производителей). Так что у меня есть сомнения насчет обычных пластиковых корпусов.

- обычный трансимпедансный усилитель, большего не требуется. Вы сами что-нибудь тестировали из ОУ при азоте?
Корпус вообще не обязателен, кстати. Но для тестирования пойдут любые.

[quote name='Alexag' date='Feb 21 2007, 20:45' post='214350']
[/quote]
Пробывал cmos 4067 4094 - работало без проблем - а вот операционники к сожалению нет.
Как предложение - в азоте стоит только первый транзистор, а всё остальное на тепле, пробывали с кабелем до 10 метров - работает.
[/quote]

- этот вариант известен, но хотелось бы уйти от теплой части.
[/quote]

Загадками говорите - неужели вся схема должна быть на холоде?
Нельзя ли сделать коробочку с тепловыми мостиками теплоизоляцией и подогревом? Ну хотя бы до -50....

- В идеале да, кроме БП конечно. Задача предельно упростить всю конструкцию. При теплых ОУ приходится делать неслабый shielding, т.к. длина проводников от ФД около 50 см.

А свет волокном вытащить не проще будет ?

- мы его наоборот, волокном в Дьюар втаскиваем, т.к. рабочая т-ра ФД 77К.

А это зачем ? Кремний охлаждать меньше - 30 - -40 для уменьшения утечек бессмысленно.

Сильно сомневаюсь- при этих температурах напряжение запрещенной зоны у кремния стремится к 1,25 В. Как в этих условиях будут работать токозадающие цепи ОУ- большой вопрос...

- это отнюдь не кремень, длина волны до 17 мкм.

Так значит КРТ все-таки. Именно фотодиод или все-таки фоторезистор ? Отдельно взятых MCT-фотодиодов вроде никто не делает сейчас. Или Вам "Орион" по спецзаказу отлегировал ? Так их бы и попросили усилитель изготовить.

- проблема не в этом, при азоте в обчном кремне, легированном фосфором или мышьяком вымораживаются носители, но CMOS - и JFET-транзисторы с сильнолегированными зонами сохраняют работоспособность, хотя оптимальная т-ра 100...150 К. Предусы для прецизионных спектрометрических гамма-детекторов термостатируют при это т-ре.

Согласен- транзисторы работают. А вот ОУ- скорее всего не будет, если он специально не сконструирован для этих условий.

- разве я говорил про отдельно взятый?
И где вы на 17 мкм ФД КРТ видели? (вне научных статей)
Сами ФД не моя проблема, мне дизайн поручен...

может не в тему ... хотя...
тут полевик до 4К охлаждают...
http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/9902/9902042.pdf

[/quote]
Согласен- транзисторы работают. А вот ОУ- скорее всего не будет, если он специально не сконструирован для этих условий.
[/quote]
- разумеется, но иногда выпускют коммерческий аналог спецразработки, которая оказыватся работоспособной вне спецификации. Или просто "случайное" совпадение

[quote name='Alexag' date='Feb 21 2007, 23:54' post='214391']
[/quote]
Согласен- транзисторы работают. А вот ОУ- скорее всего не будет, если он специально не сконструирован для этих условий.
[/quote]
- разумеется, но иногда выпускют коммерческий аналог спецразработки, которая оказыватся работоспособной вне спецификации. Или просто "случайное" совпадение
[/quote]
Вы знаете, Вы мне напомнили- я где-то встречал такую экзотику- это из наших ОУ, но это спецразработка именно была. Завтра на работе посмотрю- по- моему, остались матариалы.

- спасибо, любопытная статья, интерфетовские полевики я тоже мучал, у них есть и готовые микросхемы для азота, но цена кошмарная!!! У нас весь прибор дешевле....


- буду благодарен..

Так к линейке/матрице CMOS овский усилитель прилагается в корпусе. Он для азота предназначен. Фоторезисторы КРТ до 16 - 17 мкм - серийная продукция, диоды делают только в составе матриц, хотя "Орион" утверждает, что может делать и отдельные диоды.

Вы, что хотите сказать, что изобрели новый полупроводниковый материал, про который никто не слыхал ? И к нему не хватает 1000 баксов на криогенный покупной усилитель или дьюар, в котором не надо будет 50 см провода городить ?

Полевик при 4 К - дело в общем обычное, особенно GaAs. Но гораздо удобнее без этого обойтись.

Могу предложить поставить усилители под крышку криостата - непосредственно под крышкой не так уж и холодно - во всяком случае , если сделать там термостат на -50, много тепла не потеряете.
Что касается полевика, его лучше поставить непосредственно на датчике в отдельном термоизолированном корпусе, чтобы он саморазогревом доходил до -120 это оптимальная температура для кремневых полевиков - при более низких падает крутизна и слышал мол в кремнии вылезают ловушки в запрещённую зону, начинает сильно шуметь, насчёт последнего не уверен, но крутизна падает точно.
В качестве линии от транзисторов к усилителям предлагаю полоску из стеклотекстолита с линиями, теплопотери невелики , да и в дюар она проходит без проблем, на ней же можно всё это дело и укрепить.

А зачем?

В даташите, в разделе "Absolute maximum ratings" есть строчки:

Storage Temperature Range
All Packages −65°C to +150°C

Operating Temperature Range
AD8605/AD8606/AD8608 −40°C to +125°C

Неужели Вы думаете, что если бы ОУ мог гарантированно работать при температуре жидкого азота, изготовитель постеснялся бы об этом сообщить?
Если Вы собираетесь выпускать серийное устройство, да ещё давать на него гарантию, эти ОУ применять при такой температуре нельзя.

Да это контора такая загадочная. У них по одной лампочке на 100 метров коридора горит, вид - как у Стругацких в "понедельнике", того гляди какие-нибудь существа нападут. И большущие мастера тень на плетень наводить - так ответа ведь и не дал, что за фотодиод у них используется.

Офтоп но не мог удержаться - дайте ссылку на книгу!!!!

Похоже на ТГСН к стингеру. Колитесь, автор. Что за блажь усилитель морозить?
кстати ТГСН аналогичных изделий охлаждают азотом дабы датчик "зорче" был, усиление сигнала производят далеко от этого места. Зрите в корень. Stanislav прав стопудово.

Не, там ничего такого не делают. Это что-то "наколеночное".

Имеется в виду "Понедельник начинается в субботу", наверное.
2 DS
Вы бы ещё "Сказку о тройке" вспомнили...

Я когда там ходил, мне именно "понедельник" вспомнился... В части отдела оборонной магии. Ну и темных коридоров, по которым бродят мохнатые существа.
Я по делам туда ходил, так вот, в одном большом зале без окон, по которому я перемещался, была одна лампочка. Ко мне приставили очень пожилого дядьку с табуреткой, который эту лампочку выкручивал и вкручивал над тем местом, где я находился. Я это надолго запомню.

DS>Ко мне приставили очень пожилого дядьку с табуреткой...

мне думается табуретка была чтоб пресечь.... если что....
а лампочки это так, для отвода глаз.....

Возвращаясь к теме. Вот тут http://oberon.roma1.infn.it/lezioni/labora...df/lezione6.PDF подробно описано, как JFET диффпару 2SK389 морозили. Где то встречал ссылки и на операционник (OPAнепомню), но там было условие- включать теплый, потом охлаждать. тогда работало, а из холодного состояния незапускалось.
Вопрос актуален потому, что достать малошумящий криогенный JFET сейчас труднее, чем операционник. И операционники часто имеют меньший корпус, чем JFET. Замороженный резистор обратной связи тоже плюс в борьбе с шумами. Есть желание и возможности потестировать все что под руку подвернется. Но нужна методика проверки. Какие параметры контролировать, как шум (спектр плотности) померять? Принимаю предолжения по типам операционников- кандидатов на тест. Также желатетьно сделать тут свалку ссылок на литературу, где упоминаются криогенные операционники.

А на каких частотах надо измерять ? Если до сотен килогерц - одно, выше - другое. И мое ИМХО, морозить до азота в борьбе с шумами мало перспективно - коэффициент будет всего 1.7. А до гелия - это ведь совсем другая песня. Тогда, действительно, шумы резисторов кардинально свалятся. Но тогда, уже наверное, лучше, сверхпроводящие болометры использовать, как в конце этого доклада. А к ним, возможно, и холодного усилителя не понадобится.

Частоты низкие- до килогерца. Температуры в принципе до 20 К, но там места мало (на холодном пальце), а хочется посадить уситель на первую ступень close-cycle холодильника (там где-то 60 К есть). Выигрыш по шумам будет в основном от длины кабелей- датчик весьма высокомный, почти электрометрический. Ну и криостат - экранировка от сотовиков- эта дрянь все усилители сводит с ума, а аппаратура разрабатывалась в эпоху до глобальной телефонизации.

Ну тогда можно измерять прибором типа SR760, но надо будет еще усилитель к нему приделать входной.
GaAs FET транзисторы вроде хорошо переносят заморозку, мо-моему литературы по их применению в криогенных температурах очень много.

А как GaAs FETы себя поведут в схеме с высокоомным входом? Это же не СВЧ LNA, где посадил на полосок, согласовал по входу и выходу и он работает. Загенерит на ВЧ как пить дать. Есть ли примеры топологии такого применения СВЧ транзисторов (на высокоомную нагрузку по входу, с куском кабеля сантиметров в 15)?
По поводу SR760. Есть ли у вас схема этого чуда, хотя бы аналоговая часть?
Мне доступен SR830, по шумам подходит, но у него тяжелый фабричный глюк в фирмвари- невозможно вычитать плотность шума по интерфейсу, только на экран.
По поводу усилителя- SRS сейчас в низкоомный предусилитель прямо ставит AD743. Никакой дополнительной диффпары транзисторов на входе нет.

Да, схема, как ни странно есть. Летом купил его, схемы прилагаются, что в нынешнее время абсолютно не типично. Но без доп. входного усилителя можно померить только несколько десятко нв/гц. Мне хватеает, я купил для разбирательства со спектром шумов в наших собственных усилителях. Собственный шум у него что-то в районе 5 нв/гц.
Мне попадалась статья, где транзистор использовался для вытаскивания из дьюара сигнала в 30 Кгц. Если резисторами его обложить, чего бы ему генерить. Проблема, наверное имеется с частотами в единицы мегагерц, когда на выходе уже будет нужен согласованный кабель, тогда непонятно будет, как с ней бороться.

2 Khach
Для работы с высокоомными источниками сигнала при гелиевых т-рах мы раньше использовали КМОП-транзисторы с индуцированным каналом (2П503Е,Д если не ошибаюсь), подбором напряжения затвора можно обеспечить приемлемую рабочую точку. Насколько помню, для стабилизации по DC приходилось предпринимать спецмеры по термостатированию холодного транзистора (термоизоляция, медный термостат с небольшим подогревом и ОС по сигналу термодатчика). Транзисторы и высокоомные резисторы приходилось отбирать по 1/f-шумам после нескольких циклов захолаживания.
Контроль шума - любым НЧ спектроанализатором. Зачастую в подобных схемах предельный динамический д-н определяется вовсе не (или не только) шумами первого каскада. Для получения предельных параметров приходится вылизывать всю конструкцию. Нужно знать всю задачу, чтобы порекомендовать что-то детальнее.
По охлаждаемым предусам есть масса литературы, в основном связанных с разработкой полупроводниковых гамма- и рентгеновских спектрометров высокого разрешения. Но это спецчипы под конкретную задачу. Commercially available крайне мало - кое что естьу Интерфета - см. http://www.interfet.com/pdf/DS_IFPA300_1.pdf - рекомендуют от 120 К, но и при 60К должна еще работать. Можно попросить спецотбор провести., но скоко будет стоить??

To Khach

Посмотрел схему - на входе каскодный диф. каскад на JFETах NPD5564. Каскоды стабилизируются opa2604, потом opa37. Еще op27, который стабилизирует режим входного каскада.

2Designer56
- удалось найти материалы?

я не забыл свое обещание- кто-то из соседнего отдела, похоже этот сборник брал, как сегодня выяснилось...Завтра сам туда схожу.

На это похоже?

Нашел всё- таки. 1404УД1 его название.Производитель- ГНПП "Восток", http://www.risp.ru/~vostok/index.html, но на сайте его нет. Нужно звонить им, похоже.

Khach - да, очень похоже.

А почему шум у 1404 такой огромный - это же желает бессмысленным его применение ?

Я думаю, этот параметр приведен для НУ, как всегда делается.В том случае- шум обычный для ОУ с ПТ на входе. К сожалению, у меня не было в руках полных ТУ.

Да великоват шум - обычный ОУ дает 12 нв, хороший - 6 нв. А для частот, на которые рассчитан 1404 вряд ли охлаждение снизит шум - он, скорее всего определяется захватом в ловушках, от температуры не должен зависеть.
Я думаю, что его разрабатывали для стабилизации чего-нибудь около чувствительного элемента, а не для съема сигнала.