Симметричный дифференциальный каскад

На стабильность электрических режимов существенно влияет R₁, который стабилизирует ток транзисторов.

Чтобы можно было использовать большое R₁ увеличивают напряжение питания E_к до E₂ ≈ E₁, а в интегральный микросхемах часто вместо R₁ применяют стабилизатор постоянного тока на 2-4^х транзисторах.

R_п – служит для балансировки каскада или для установки нуля, так как не удается подобрать абсолютно идентичные транзисторы и R₂ = R₃.

При перемещении движка R_п изменяются сопротивления, включенные в цепи коллекторов и следовательно потенциалы на коллекторах.

Перемещением R_п добиваются нулевого тока в нагруз резистора R_н при U_вх = 0. При изменении ЭДС источника питания E₁ или E₂ изменяют токи обоих транзисторов и потенциалы их коллекторов.

Если транзисторы идентичны, и R₂ = R₃, то тока в R_н за счет изменения E не будет.

Если не совсем идентичны – появится ток в R_н, но значительно меньший, чем в обычном, небалансном УПТ.

Аналогично работает схема и в отношении изменения t°.

В то же время при подаче U_вх на базу T₁ изменятся его коллекторный ток и напряжение на коллекторе, что вызовет появление напряжения на R_н.

При подборе транзисторов и стабилизации Е питания удается снизить дрейф до U_gр≈1÷20мкв что при диапазоне применения t° от -50 до +50 составит 0,1÷2мв, т.е. в сравнении с небалансным ЦПТ в 20÷100раз меньше

U_вых h₂₁ R_k h₂₁R_k

K_u= = ≈

U_вх h₁₁ 1+h₂₂R_k h₁₁

Как для обычного УК с коллекторной нагрузкой, т.к. напряжением обратной связи U_R1 можно пренебречь.

Это напряжение, одновременно воздействия на эмиттеры Т₁ и Т₂ вызывает одинаковые изменения потенциалов их коллекторов т.о. напряжение на выходе остается неизменным.

U_вых совпадает по фазе с входным U_вх (неинвертирующий вход) и противофазно U_вх2 (инвертирующий вход)

U_вых=К(U_вх1 - U_вх2)

Входное сопротивление по каждому из входов

R_вх=2h₁₁

Выходное сопротивление

2R_k

R_вых=

1+h₂₂R_k

на T₃,T₄ собран стабилизатор тока I_э.

T₄ в диодном включении предназначенного для повышения стабильности тока I_э в зависимости от изменения t°.

Схема несимметричного дифференциального усилителя

R_k включено только в коллекторную цепь Т₂. Такой усилитель обладает несколько большим дрейфом и применяется только тогда, когда необходимо получить U_вых относительно общего зажима. Для компенсации постоянной составляющей коллекторного U в усилители применен делитель R₃,R₄

Схема двухкаскадного УПТ с двумя дифференциальными каскадами

Первый каскад выполнен на полевых транзисторах T₁,T₂ по схеме со стоковой нагрузкой, второй - на БТТ₃Т₄. Соединение между каскадами осуществлено с помощью делителей R₆R₇ и R₈R₉.

В многокаскадных усилителях для повышения коэффициента усиления первого каскада часто применяют составные транзисторы и специальные транзисторы, обладающие большим коэффициентом усиления n₂₁≈1000-2000 работающие в режиме микротоков.

Лекция №12

Операционные усилители.

- усилитель постоянного тока с большим К, имеющий дифференциальный вход(2 вх. вывода) и один общий выход.

Предназначен для выполнения различных операций над аналоговыми величинами (сложение, вычитание, интегрирование и др.). В последнее время ОУ играют роль многоцелевых элементов при построении аппаратуры самого различного назначения. Применяется в усилительной технике, устройствах генерации сигналов синусоидальной и импульсных форм, стабилизаторах и активных фильтрах и т.д.

Условное обозначение

Условное графическое обозначение интегрирующих микросхем К140УД8

- инвертирующий вход (-)

- неивертирующий вход (+)

При подаче U на определённый вход, выходное U или совпадает по фазе, или противоположны по фазе U входное.

Основу ОУ составляет дифференциальный каскад в качестве входного усилителя. Выходным каскадом ОУ обычно служит ЭП обеспечивающий требуемую нагрузочную способность всей схемы.

Необходимое значение Кдостигается с помощью дополнительных усилительных каскадов между дифференциальных усилителей и ЭП(2,3 каскада).

Электрическая принципиальная схема трехкаскадного ОУ

Питание осуществляется от двух источников +Е;-Ес одинаковым U. Источники питания имеют общую точку ==Е

Входы усилительного каскада выполняется на триггерах T1 и Т2 по дифференциальной схеме. Выходы первого каскада связаны с входами второго на триггерах Т5,Т6 также по дифференциальной схеме. Резистор в цепи коллектора Т5 отсутствует, т.к. выходной сигнал второго каскада снимается только с коллектора Т6. Источник стабильного тока во втором каскаде не используется. Требуемая стабильность суммарного тока Iтранзисторов Т5 и Т6 достигается с помощью резистора R=R5. Падение U на R5 от протекания токов Iобоих транзисторов повышает потенциал их эмиттеров, что необходимо для непосредственной связи без транзисторов с выходами предыдущих каскадов. Третий усилительный каскад на Т7, Т8. Выход его связан с входом Т9, на котором реализован выходной ЭП. Построение третьего усилительного каскада таково, что триггеры Т7, Т8 представляют собой как бы управляемые элементы входного делителя эмиттерного повторителя.

Управление триггером Т7 производится по цепи базы выходным сигналом второго каскада, управление триггером Т8 – по цепи эмиттера напряжением на R12, создаваемым от протекания по R12 тока I.

Т8 входит в цепь ПОС, позволяющая получить высокий К третьего каскада.

Совместное действие Т7 и Т8 направлено либо на увеличение, либо на уменьшение (в зависимости от сигнала на вход Т6) входного U ЭП, т.е. потенциал базы Т9 относительно шины -Е.

Максимальное UЕотрицательно полярны.

Максимальное UЕ.

ОУ характеризующиеся

- усилительными

- входными

- выходными

- энергетическими

- дрейфовыми

- частотными

- скоростными параметрами.

Важнейшими характеристиками является амплитудные (передаточные) характеристики.

Горизонтальные участки соответствуют режиму полностью открытого (насыщенного) либо закрытого транзистора выходного каскада ОУ (ЭП).

Наклонный (линейный) участок – пропорционально зависим U=f(U). Угол наклона характеристики определяется:

К=

Значение Ксоставляет от нескольких сотен до сотен тысяч. Большое значение Кпозволяют при охвате ОУ глубокой ООС получать схемы со свойствами, которые зависят только от параметров цепи отрицательной обратной связи.

Состояние, когда U=0 при U=0 называется балансом ОУ. И для реальных ОУ обычно не выполняется.

U- напряжение смещения, при котором U=0. Входное напряжение смещения нуля:

U=

Основная причина разбаланса – разброс параметров элементов дифференциального усилителя в частности транзисторов. Зависимость от tпараметров ОУ вызывает температурный дрейф входного U смещения и температурный дрейф выходного U.

Основные параметры входящих цепей ОУ зависят от: R, I, , дрейф токов смещения, максимальный входящий дифференциал напряжения.

Схемы используемого дифференциального входного каскада.

Ввиду наличия Uи IОУ приходится дополнять элементами их начальной балансировки.

U- напряжение, подаваемое между входами. U=U-U

Вх

Для исключения повреждения транзисторов дифференциального усилителя

Выходные параметры: R

U

I

E=315 В, P

Частотные параметры определяются по АЧХ.

f - частотная среда спад АЧХ объясняется частотной зависимостью параметров транзисторов и паразит. емкостей ОУ.

f - частота, на которой К=1 называется частотой единичного усиления

f- граничная частота по ней оценивают полосу пропускания частот ОУ. Десятки мегагерц.

При усилении сигналов ОУ обычно охватывает ООС. Высокие качества параметров ОУ позволяют при расчете принимать

К

К

R

Примеры схем на ОУ:

1. Инвертирующий усилитель

Параллельно ООС поU

Для узла 1 R

I=I=0

тогда I=I

=

При Кнапряжение на входе ОУ U=

В связи с чем =-

К==-

Выбор R=Rкогда К=-1 придает схеме свойство инвертирующего повторителя напряжения (инвертора сигнала).

Т.к. U; R=R; R=

2. Неинвертирующий усилитель.

Содержит последовательное ООС по U

В силу равенства напряжение между входами U(К)

U=U

К=1+

при R=0 и R=- схема повторителя

ЭП

Rнеинвертирующего усилителя R= Rпо неинвертирующему входу велико; R

3. Преобразователь тока в напряжение.

I=I=-;

U=- I*R

Малое Rи R- важное преимущество схемы при ее использовании для преобразования тока источника сигнала в напряжение.

4. Инвертирующий сумматор.

R=R=R=-R<<R

При I=0

I=I+I+…+I

U=-(U+U+…+U)

Суммирование может производится и с разными коэффициентами для каждого слагаемого

U=-(U++…+)

5. Неинвертирующий сумматор.

При U=0

U=U=U

U- напряжение на неинвертирующем входе

U- напряжение на инвртирующем входе

Т.к. R, I

++…+=0

U+U+…+U=nU

U=(U+U+…+U)

Выбор параметров производят, исходя из равенства единице первого сомножителя в правой части выражения

=1

6. Интегратор.

R, Ic=Ir

-C=

U=-

где U- выходное напряжение при t=0

Изменение выходного напряжения при наличии единичного скачка на входе

т.к. при t=0 Uи U, то U=-

при =RC=1cинтегрирование осуществляется в реальном масштабе времени.

Масштаб интегрирования выбирают так, чтобы к концу проведения этой операции Uне достигло предельного значения U. В противном случае интегрирование будет выполнено неверно.

На основе интегратора строятся генераторы линейно изменяющегося напряжения.

7. Дифференцирующий усилитель.

U=-Rс

Лекция№13

Генераторы гармонических колебаний(АГ).

Это устройство, преобразующее энергию источника питания в источник идеальных синусоидальных колебаний.

Структурная схема

Это усилитель, охваченный положительной О.С. при петлевом усилении

условия, обеспечивающие в АГ незатухающие колебания

т.к. К и В – комплексные величины,

2 условие – условие баланса амплитуд

условие баланса фаз

Условие баланса амплитуд означает, что потери энергии в АГ восполняются энергией от источника питания с помощью цепи с положительной О.С. (П.О.С.)

Условие баланса фаз – что в схеме существует П.О.С.

Появившиеся по какой либо причине на входе Y слабые колебания усиливаются Y в К раз и ослабляются в раз цепью ОС снова попадают на вход Y в той же фазе, но с большей амплитудой.

Далее процесс повторяется, что соответствует:

По мере роста амплитуды Uвх Y из-за нелинейности его амплитудной характеристики, которая при больших Uвх имеет участок насыщения К начинает уменшаться и становятся равным 1

При этом появляються колебания с постоянной и автоматически поддерживаемой амплитудой, что соответствует установившемуся режиму автоколебаний.

Причём min нелинейные искажения сигнала при

В цепи ОС должен быть частото-зависимый элемент (схема).

Если условие баланса выполняется для одной частоты, то колебания возникнут на этой частоте.

АГ могут быть: RC или RL автогенераторы

1) RC – АГ в качестве цепи ОС используют мост Вина, 3-х звенные RC или CR цепи.

Трудноперестраеваемые, обычно выдают колебания на одной фиксированной частоте.

RC – АГ строятся для частот 10Гц – 10мГц. Их преимущества (малые габариты и стоимость) перед LC – АГ проявляются на низких частотах.

2) LC – АГ используют в цепи ОС

LC – колебательный контур

3) АГ с кварцевой стабилизацией используют в качестве резонатора пластину кварца

строятся на фиксированной частоте

Схема RC АГ на операционном усилителе с мостом Вина.

На частоте квазирезонанса

при

К. усилителя д. б.. Чтобы уменьшить К. до 3-х усилитель обычно охватывают ООС ()

- терморезистор с отрицательной характеристикой

С ток через , его глубинно - это амплитудозависим. малое.

2) LC – АГ на операционном усилителе:

LC АГ с последовательным питанием.

Обладает большим КПД и большой мощностью генерируемых колебаний

LC – АГ с индуктивной ОС

LC контур включен последовательно с транзистором относительно Eк.

LC – АГ с параллельным питанием.

LC- контур включают через разделительный конденсатор параллельно транзистору.

LC- контур находится под более низшем напряжениемменьше габариты конденсатора.

Lдр- дроссель предотвращает К.З. контура по переменной составляющей через Ек.

Разновидности АГ с параллельным питанием – трёхточки, ёмкостная и индуктивная.LC контур включают 3-мя точками, что позволяет снимать сигнал с контура.

LC – АГ – ёмкостная трёхточка

- момент резонанса

LC – АГ – индуктивная трёхточка

Условие баланса фаз выполняется благодаря тому, что Uк (усилителя) и Uос по отношению к (-Ек) в противофазе.

Условие баланса амплитуд – регулированием

Для уменьшения нелинейных искажений применяют контуры с высокой добротностью ., вводят ООС.

Изменяют частоту колебаний, изменяя С - в схеме индуктивной трёхточки, L – в схеме ёмкостной.

Чаще применяется индуктивная трёхточка, в качестве С применяют варикап.

Генераторы с кварцевой стабилизацией

Применяют кварцевые резонаторы что позволяет уменьшить относительную нестабильность частоты(10^-8)

Кварцевый генератор – тонкая пластинка минерала (кварц, турмалин), установленная в кварцедержателе. Обладает пьезоеффектом – при сжатии пластины на её поверхности появляются разноимённые заряды, которые при растяжении изменяют знак. При воздействии на пластину переменного тока в ней возникает механические упругие колебания, приводящие, в свою очередь, к возникновению зарядов на её гранях. Т.о. кристалл кварца представляет собой электромеханическую систему, обладающую резонансными свойствами для определённых геометрических размеров и среза фиксируется от КГц до 1000 мГц.

Благодаря ничтожному линейному, объёмному, температурному расширению обладает добротностью 10 тысяч.

Эквивалентная схема кварцевого резонатора

носит индуктивный характер.

Может быть использован как С или L.

можно включить в цепь ПОС как послед. колебательный контур.

Применяют на строго фиксированной частоте.

Лекция №14.

Микроэлектроника.

Это направление электроники, которое с помощью комплексного подхода решает проблему создания экономичных и высоконадежных элементов и устройств.

Комплексный подход состоит в использовании одновременно физико-химических, технологических, конструктивных и схемотехнических решений.

Цель МЭ – не изготовление миниатюрных схем, а качественно новый подход к разработке и применению элементов и устройств электроники.

МЭ развивалось в трех направлениях:

- Гибридные интегральные микросхемы (ИМС)

- Полупроводниковые интегральные микросхемы

- Функциональные устройства

ИМС – это микросхема, элементы которой нераздельно объединены и составляют единое целое.

Гибридные ИМС – это ИМС, часть элементов которой имеют самостоятельное конструктивное оформление.

Полупроводниковая ИМС – это ИМС, элементы которой выполнены в объеме или(и) на поверхности ПП материала.

Количество элементов в ИМС может быть различным, и в настоящее время степень интеграции достигает 10⁶ элементов в одной микросхеме. Степень интеграции имеет физический предел.

Функциональная МЭ – это направление, которое базируется на применении различных физических явлений при создании электронных устройств. Пример: оптоэлектроника, акустоэлектроника.

Гибридные интегральные микросхемы (ГИМС).

В ГИМС пассивные элементы изготавливают нанесением на специальную подложку пленок из диэлектриков и металлов, а активные элементы выполняются в виде отдельных навесных деталей в миниатюрном исполнении.

Пассивные – резисторы, конденсаторы, соединительные проводники, индуктивности.

Активные – транзисторы, диоды.

Толщина пленок:

Толстые – 1 ¸ 25·10^-6м.

Тонкие – менее 1·10^-6м.

Подложка – это диэлектрик (стекло, ситал, керамика) с размерами от 60х48 (наибольшая), до 4х2,5 (наименьшая) в мм. Толщина подложки S=1,6; 1,0; 0,6.

Проводники – золото, серебро, медь, алюминий – наносятся на поверхность подложки. В местах пересеченния нижний проводник покрывают диэлектриком.

Резисторы – из пленки высокоомных металлов и их сплавов: хром, нихром и др. Диапазон значений: 50 ¸ 10⁷ Ом.

Мера сопротивления: Ом/. Хром – 200 Ом/, специальные материалы – 10000 Ом/.

Конденсатор: металлическая пленка – диэлектрик – металлическая пленка (10^-6 ¸ 10^-12).

Индуктивность:

Основные этапы проектирования и технологического процесса изготовления:

Их шесть:

1. Анализ принципиальной схемы.

2. Разработка топологической структуры.

3. Изготовление фотошаблонов и масок.

4. Нанесение пленочных пассивных элементов (вакуумное или катодное напыление).

5. Установка навесных элементов.

6. Конструктивное оформление.

Полупроводниковые ИС.

Они представляют собой ПП кристалл, отдельные локализованные области которого выполняют функции активных и пассивных элементов. Между этими элементами существуют необходимые электрические соединения и изолирующие прослойки.

Основной принцип изготовления заключается в том, что активные и пассивные элементы формируются в едином технологическом процессе.

В качестве ПП кристалла используется кремний (широкая запретная зона, малые обратные токи, высокая рабочая температура).

В процессе изготовления главным элементом процесса является формирование p-n переходов, которые используются как для образования Д и ТТ, так и для формирования резисторов и конденсаторов.

При создании p-n переходов используется 2 технологических процесса:

1. Диффузия примесей в кристалл кремния;

2. Эпитаксиальное (эпи - поверх, таксис - упорядочение) наращивание монокристаллических слоев кремния.

Если один процесс – планарная технология, если оба процесса – эпитаксиально-планарная технология.

Если совмещенная технология, когда процесс создания p-n переходов совмещается с нанесением тонких металлических и диэлектрических пленок для формирования пассивных элементов схемы.

Основные этапы изготовления.

1. Изготовление «кармашков».

Они необходимы для изоляции элементов схемы.

2. Изготовление диодов и резисторов.

3. Изготовление транзисторов

Формирование компонентов.

Выше было показано изготовление Д ТТ и резисторов. Аналогично можно изготовить много-эмиттерный ТТ.

В качестве диодов можно использовать ТТ при совместном включении эмиттер – база.

Резисторы.

Использование эмиттерной области – малые сопротивления (0,5 Ом/)

Базовая область – большие сопротивления (100 – 300 Ом/)

Большинство ИМС потребляет от источника питания мощность 50–200 мВт (есть – менее 10-100 мкВт) и усилители мощности, обеспечивающие выходную мощность в несколько Вт.

ИМС могут работать до частоты 20 – 300 МГц, обеспечивая время задержки 0,1 – 20 нс.

ИМС обладают достаточно высокой надежностью. Среднее время безотказной работы в ненагруженных режимах может достигать 10⁷ – 10⁸ часов.

Классификация и система обозначений ИМС.

I элемент – цифра, указывает конструктивно-технологическое исполнение.

1, 5, 7 – полупроводниковые

2, 4, 6, 8 – гибридные

3 – прочие (пленочные, керамические)

II элемент – 2 или 3 цифры, означающие порядковый номер разработки серии ИМС (от 0 до 999)

Унифицированной серией ИМС называют группу микросхем, выпускаемых по единой технологии, имеющих согласованные входные и выходные сигналы и источники питания.

III элемент – 2 буквы, означающие функциональное назначение ИМС.

IV элемент – порядковый номер разработки ИМС по функциональному признаку в данной серии.

ИМС, предназначенные для электронных устройств широкого применения, имеют в начале дополнительный индекс К.

При наличии разброса отдельных электрических параметров и предельных эксплуатационных параметров, ИМС одного и того же типа, имеют в конце условного обозначения простую дополнительную букву (от А до Я).

Примеры:

К140УД14А.

К – микросхема широкого применения;

1 – полупроводниковая ИМС;

40 – порядковый номер серии (серия 140);

УД – операционный усилитель;

14 – порядковый номер усилителя в серии 140;

А – с коэффициентом усиления определенной величины.

284КН1

2 – гибридная ИМС;

84 - порядковый номер серии (серия 284);

КН – коммутаторы;

1 – порядковый номер коммутатора в серии 284.

Лекция №15

Импульсные и цифровые устройства.

Импульсный режим работы имеет ряд преимуществ перед непрерывным:

- В импульсном режиме может быть достигнута значительная мощность во время действия импульса при малом значении средней мощности – в результ. габариты и масса электронной аппаратуры могут быть снижены.

- Имп. режим позволяет ослабить влияние t и разброса параметров п/п приборов на работу устройств.

- Имп. режим позволяет повысить пропускную способность и помехоустойчивость аппаратуры. Пропускная способность – наибольшая возможная скорость передачи информации.

- Для реализации импульсных устройств требуется большое число сравнительно простых однотипных элементов, выполняемых методами интегральной технологии. В имп. устройствах используются импульсы различной формы – прямоугол., трапецевид., экспоненциальные, пилообраз., и т. д.

- Видеоимпульсы в отличие от радиоимпульсов (пакетов высокочастотных колебаний)

Т- период; Т=1/f;

t_u- длительность имп.

q=T/t_u- скважность q=2-10-автоматика, ВТ

q=1000-радиолокация.

А- амплитуда имп.;

tф- длит. фронта имп., нарастает от 0,1 до 0,9А;

tср- длит. среза имп. убыв. от 0,9 до 0,1А;

-спад вершины имп.

В состав многих имп. устройств входят электронные ключи, основу ключа сост. активный эл-т (диод, транзистор, тиристор), работающий в ключевом режиме.

Электр. ключи часто испол. в устройствах формирования импульсов.

Транзисторный ключ.

Первое сост. опред. т. А1 на ВАХ -режим отсечки Iк1=Iкэо; Uк1Ек; реализуется при отриц. потенциале базы.

Второе сост. опред. т. А2 – режим насыщения, реализ. при положительном потенциале базы Uк20;

Из режима отсечки в режим насыщения тр-р переводится воздействием положительного входного напряжения. Это инвертирующий ключ.

Логические элементы.

Вместе с запомин. элем. составляют основу устройств цифровой техники (вычислительных машин, цифровых измер. приборов). Логические элементы выполняют простейшие логические операции над цифровой информацией.

Цифровая информация чаще всего представляется в двоичной форме, в которой сигналы принимают только 2 значения «0» и «1», соотв. двум состояниям ключа.

логические преобразования двоичных сигналов включают 3 элементарных операций:

1) логическое сложение (дизъюнкция)

-«или»(+; V)

=x₁+x₂+…+x_n;

2)логическое умножение(конъюнкция)

-«и» ()

= x₁x₂…x_n;

3)логическое отрицание (инверсия)

-«не»

=

Правила выполнения логических операций над двоичными переменными для случая 2-х переменных имеет вид:

Самост. значение имеет логич. операция запрет F=

Логические элементы реализ. функцию «или» наз. элементами ИЛИ и обозначаются в схеме:

или и не запрет и-не или-не

Логические элементы выполняют на интегральных микросхемах.

Схема элемента из диодных ключей м.б. использована

в качестве И или ИЛИ.

При воздейств. «1» (-Е) хотя бы на один вход, открыв соотв. диод и выход соед. со входом.

Эл-т «И» при сигнале «0» на всех входах все диоды открыты и в них и в резисторе появляются токи, создаваемые источником Е1, и замыкающиеся через источники сигналов, подключённые ко всем входам т.к. если есть «1» на одном из входов, соотв. диод закрывается, но остальные диоды открыты и на выходе «0».

«1» на выходе появится только при наличии сигнала на всех входах – все диоды закрыты:

К схеме И добавлен инвертор на Т.

Элемент И-НЕ относится к т.н. ДТЛ – элементам (диодно – транзисторная логика), выполн. в виде интеграл. микросхем и входит в состав серии микросхем, имеющих одинаковое конструктивно-технологическое исполнение. Например, рассмотрим выше постр. на микросхемах серии 156 ДТЛ – типа. Более высоким быстродействием обладает ТТЛ – элементы (транзисторно-транзисторная логика).

И-НЕ ТТЛ с простым инвертором.

«И» реализуется многоэмитторным транзистором Т1, Т2 служит в качестве инвентора.

Многоэмитторные транзисторы легко реализуются в интегральной технологии и служат основой ТТЛ – элементов. Если на всех входах «1» (высокий потенциал) все переходы Э-Б закрыты. Потенциал базы Т20, а переход К-Б транзистора Т1 открыт напряжением Е. Ток коллекторного перехода Т1 проходит через переход Э-Б Т2. переводя его в режим

насыщения и UвыхЕсли на одном из входов появится «0» то соотв. ЭП Т1 откроется и его базовый ток перебросится из коллекторной цепи в эмиттернуюТ2 закроется и на входе его появится высокий потенциал «1».

Логические эл-ты на МОП, МДП – транзисторах обладают малой мощностью потребления и большим Rвх.

ИЛИ-НЕ на МОП транзисторах.

Т4 играет роль нагрузочного резистора, включенного к общей стоковой цепи тр-ов Т1, Т2, Т3. При «0» на входах все тр-ры закрыты и на выход действует «1» (+Е). Если хотя бы на одном из входов появ. сигнал «1»соотв. тр-р переходит в режим насыщения и на входе появл. «0».

Ещё более экономичны КМОП – элементы (здесь К - нач. буква в слове «комплементарный» - дополнительный).

В них используются пары МОП транзисторов с каналами разных типов (р и n) включенных последовательно с источником питания. При этом затворы парных (комплементарных) транзисторов объединяются. В результате при любом входном сигнале «0» или «1» один из транзисторов открыт, а другой закрыт и ток от источника не отбирается. Ток потребляется только в момент переключения, чем и достигается высокая экономичность.

Схема НЕ на КМОП элементах.

При Uвх=0 «0» открыт р- канальный Т2, n- канальный Т1 закрыт, Uвых=Е. Если Uвх=Е, Т2- закрыт, Т1- открыт, Uвых=0.

КМОП – элемент ИЛИ-НЕ.

При U1=U2=0 n-канальные транзисторы и закрыты, а р-канальные и открыты и Uвых=Е(«1»). Если U1=Е; U2=0; то -открыт, -закрыт, -закрыт, -открыт и Uвых=0.

КМОП и МОП элементы высоко технологичны. Их недостаток – сравнительно невысокое быстродействие.

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 2424; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!