Иванов С.Р. - Ключевой режим работы транзистора (1063960), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Кроме того, при коротком замыканиивыходной шины на "землю" транзистор эмиттерного повторителя выходит из стороя.Как строится источник опорного напряжения в ЭСЛ-ключах?Зачем в ЭСЛ-ключах используют эмиттерные повторители?Благодаря малому выходному сопротивлению эмиттерный повторитель повышаетнагрузочную способность схемы и ускоряет перезарядку нагрузочной емкости.Транзисторы ЭСЛ-схемы работают в активном режиме, что исключает времярассасывания носителей заряда в базе транзистора, т.е.
существенно повышаетбыстродействие схемы. В отсутствии эмиттерных повторителей активный режим работытранзисторов обеспечить крайне сложно, так как коллектор транзистора основной схемыоказывается непосредственно связан с базой входного транзистора входного транзисторанагрузочной схемы, что неизбежно приводит к насыщению последнего. В случаеприменения эмиттерных повторителей напряжение на базе открытого нагрузочноготранзистора равно: U61 нагр = U1вых 1 ? Е - UбэЗ, т.е. сдвинуто по отношению кколлекторному напряжению основного транзистора VT1 на величину падения напряженияна эмиттерном переходе повторителя UбэЗ . Для обеспечения активного режиманагрузочного транзистора необходимо сместить коллекторный переход в обратномнаправлении, т.е. выполнить условие: №1 нагр >= U61 нагр.
Нарушение этого условияприводит к насыщению транзисторов.5.Почему в ЭСЛ-ключе коллекторные резисторы переключателя тока имеютразные сопротивления?Особенностью схемотехнического построения элементов ЭСЛ является использованиедля подключения общейшины питания собственно токового переключателя и выходных эмиттерных повторителейразличных выводовИС. Потребляемый ток, протекающий в этих цепях, имеет качественно различныйхарактер. Совместное питание этих цепей из-за малой величины логического перепадаможет приводить к ложному срабатыванию соседних элементов. Из этого и следуетразличие в сопротивлениях коллекторных резисторов переключателя тока.Почему ЭСЛ-ключи в ряде случаев питаются от двух источников напряжения (не считаяUon)?Особенностью схемотехнического построения элементов ЭСЛ является использованиедля подключения общейшины питания собственно токового переключателя и выходных эмиттерных повторителейразличных выводовИС.
Потребляемый ток, протекающий в этих цепях, имеет качественно различныйхарактер. Совместноепитание этих цепей из-за малой величины логического перепада может приводить кложному срабатываниюсоседних элементов. Раздельное питание токовых ключей и эмиттерных повторителейпозволяет решить этузадачу, а также задачу снижения мощности, рассеиваемой в реальной аппаратуре.Применяют ли в ЭСЛ-ключах ГСТ. и если да. то с какой целью и где?Ядром ЭСЛ-ключа является дифференциальный усилитель, а для улучшения его свойстввместо эмиттерного резистора ставят ГСТ, имеющий очень большое сопротивление.8.Почему уровень выходного сигнала у ЭСЛ-ключа мало зависит от числанагрузок?Так как на выходе ЭСЛ-схемы используются эмиттерные повторители, то выходноесопротивление элемента крайне мало и его выходные характеристики почнигоризонтальны.
Следовательно уровень выходного сигнала мало зависит от числанагрузок.9.Как назначаются параметры резисторов ЭСЛ-ключей?Основой ЭСЛ-ключа является токовый ключ, выполненный на двух транзисторах. На базуодного из них подано некоторое постоянное опорное напряжение. Изменение напряжения,подаваемого на вход Хо ниже или выше опорного приводит к перераспределениюпостоянного тока 1э, заданного токостабилизирующим резистором Лэ.
При этомнеобходимо, чтобы резистор R3 имел как можно более высокое сопротивление. Но егосопротивление имеет ограничение связанные с максимально допустимым напряженияпитания -Un. Быстродействие ЭСЛ-ключа весьма велико, так как, во-первых, транзисторыне заходят в область насыщения, а во-вторых, мал логический перепад напряжений междузначениями логического "О" и "1". Последнее реализовано выбором малых сопротивленийрезисторов RkI и Rk2 схемы, что крайне полезно с точки зрения уменьшения постояннойвремени перезарядки выходной емкости транзистора.10.Генерирует ли ЭСЛ-ключ помехи в цепях питания при переключении?Ядро ЭСЛ-ключа составляет дифференциальный усилитель, работающий в режимебольшого сигнала.
Следовательно потребляемый им ток не меняется при переключении, азначит ЭСЛ-ключ не создает помех в шине питания при переключении.Чем определяется допустимое число нагрузок у ЭСЛ-ключа?Каково входное сопротивление ЭСЛ-ключа?Почему ЭСЛ-ключи называют токовыми переключателями?ЭСЛ-ключи называются токовыми переключателями, так как их основой являетсятоковый ключ, выполненный на двух транзисторах.Почему в ЭСЛ-ключах при их изготовлении резистор Rэ эмиттерного повторителя неподсоединяется кэмиттеру?Какие из задержек распространения сигнала t зад или t зад в ЭСЛ- ключе больше ипочему?16.Если увеличить значительно число нагрузок на ЭСЛ-ключ, как изменится икакая из составляющихзадержки распространения сигнала?Каким образом можно изменить задержку распространения сигнала через переключательтока ЭСЛ ключа?Инерционность, обусловленная временем рассасывания биполярного транзистора, в ЭСЛключе отсутствует,поэтому повышение быстродействия может быть достигнуто только уменьшениемвходной емкости исуммарной емкости коллекторного узла схемы.
Данный способ реализован в такназываемых элементах Э2СЛ.Идея их построения состоит в отказе от применения эмиттерных повторителей ввыходной цепи элемента иперенесение их в его входную цепь. При этом емкость эмиттерного повторителяуменьшается в h21Э раз.Другим способом повышения быстродействия является уменьшение уровня логическогоперепада инапряжения питания. Это решение использовано при построении малосигнальной ЭСЛ.Какие составляющие у задержки распространения сигнала через ЭСЛ- ключ?У задержки распространения сигнала через ЭСЛ-ключ есть несколько составляющих: задержка за счетвходной емкости ключа - задержка за счет суммарной емкости коллекторного узла схемы- задержка из-занагрузочной емкости эмиттерного повторителя.Ключи на униполярных транзисторах1.В каких областях и почему там находится рабочая точка переключательного инагрузочного транзистора включе К-МОП типа?Схема комплементарного ключа показана на рисунке справа.
У такого ключа транзисторТ2 называетсянагрузочным, а Т1 - переключательным. Пусть в исходном состоянии управляющеенапряжение рано 0 , значитп-канальный транзистор Т1 заперт, а р-канальный транзистор Т2 открыт. Открытыйтранзистор Т2 работает вквазилинейном участке характеристики, где и находится его рабочая точка. Еслиуправляющее напряжениепринимает положительное значение, то теперь n-канальный транзистор Т1 открыт, а рканальный транзисторТ2 заперт.
При этом ток в общей цепи по-прежнему остается на уровне Iост, хотятранзисторы поменялись местами. Транзистор Т1 работает на пологом участкехарактеристики.2.Почему в ключах на униполярных транзисторах как правило не используютлинейные резисторы?При создании интегральных схем в качестве сопротивления нагрузки Rc часто используютМДП-транзисторы, что позволяет существенно уменьшить площадь, занимаемую ключоми сделать элементы ТК идентичными и сократить количество технологических операцийпри изготовлении, а также снизить стоимость микросхем и улучшить энергетическиепараметры и передаточные характеристики. МДП-транзистор, включенный нагрузкой, вобщем случае представляет собой нелинейное сопротивление.3.Какие из ключей на МДП транзисторах потребляют наименьшую мощность встатике? А в динамике чем определяется рассеиваемая ими мощность?Недостатком транзисторных ключей на МДП-транзисторах состоит в том, что вовключенном состоянии транзистора через ключ протекает постоянный ток, которыйпропорционален сопротивлению нагрузки в цепи стока транзистора.
Но для переключенияМДП-транзистора достаточно лишь перезарядить его входную емкость. Вследствие этогопостоянная составляющая этого тока , протекающего через включенный транзистор,является бесполезной и лишь приводит к перегреву транзистора. От данного недостаткасвободен ключ, выполненный на комплементарных МДП-транзисторах. У КМОП-ключаотсутствует интервал, на котором насыщены оба транзистора. И следовательно энергия,отбираемая от источника питания, расходуется только на заряд входной емкости.Следовательно эта мощность для используемых транзисторов сведена до минимальновозможной. Таким образом КМОП-ключи отличаются от других ключей на полевыхтранзисторах достижением максимально высокого быстродействия при минимальнойрассеиваемой мощности.4.Что собой представляет ключ с квазилинейной нагрузкой на МДПтранзисторах? Чем определяется его быстродействие?Ключ с квазилинейной нагрузкой это ключ у которого нагрузочный резистор выполнен наоснове МДП-транзистора, который работает как квазилинейная нагрузка.
Формированиефронта у такого ключа происходит в период заряда емкости через нелинейную нагрузку.Заряд емкости будет проходить медленнее, чем при резисторной нагрузке, а время ?фбудет больше. В данном ключе в состав нагрузочной емкости следует дополнительновключить емкость Сзи2, а в интегральных схемах - еще и емкость Сип2. Поскольку посравнению с резисторной нагрузкой ?ф возросло, а ?с осталось тем же, то можно сделатьвывод, что в ключах с квазилинейной нагрузкой быстродействие определяетсядлительностью фронта.5.Что нужно предпринять, чтобы на выходе униполярного ключа остаточноенапряжение было бы как можно меньше?Остаточное напряжение вычисляется по формуле Uoct = b2/2Ы * (Еc - U02)/(E+3 - U01).Поскольку не практике всегда выполняется условие Е+з <= Еc, то для того, чтобыостаточное напряжение было мало, в ключе с динамической нагрузкой должновыполняться соотношение b2 « b1 , т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
