Иванов С.Р. - Ключевой режим работы транзистора (1063960), страница 6
Текст из файла (страница 6)
транзисторы должны быть существенноразличимы. Удельная крутизна b определяется в первую очередь геометрией транзистора,а именно, отношением ширины к длине канала Z/L. Значит у активного транзистора этоотношение должно быть как можно большим, а у нагрузочного - как можно меньшим.Чем определяется нагрузочная способность ключей на МДП транзисторах?Одинаковы ли фронт и срез выходного сигнала у К-МОП ключа? Как они исчисляются?В комплиментарном ключе переходные процессы характерны тем, что заряд и разряднагрузочной емкости Сн происходит примерно в одинаковых условиях.
Это объясняетсясимметрией схемы по отношению к запирающему и отпирающему сигналу.Соответственно длительности фронта и среза определяются однотипными напряжениямии следовательно их длительность оказываются одинаковыми. ?ф = 3 Ее Сс / [b2 ( Ее - |U01|)] ?с = 3 Еc Сс / [b2 ( Еc - |U02| )] В формулах индексы 1 и 2 призваны подчеркнутьразличие параметров n- и р- канального транзисторов.8.У какого ключа КМДП-типа 2И-НЕ или 2ИЛИ-НЕ (логика положительная)больше длительность фронта и почему?На рисунке показаны принципиальные электрические схемы БЛЭ на МДП- транзисторах,реализующие операцию 2И-НЕ (а) и 2ИЛИ-НЕ (б). Обе схемы содержат по тритранзистора, из которых VT1 выполняет роль активной нагрузки, a VT2 и VT3 являютсясобственно транзисторными ключами, реализующие логические операции.
В схеме,реализующей логическую операцию 2И-НЕ, транзисторы VT2 и VT3 включеныпоследовательно, а в схеме, реализующей логическую операцию 2ИЛИ-НЕ, транзисторыVT2 и VT3 включены параллельно. Отсюда следует, что большую длительность фронтабудет иметь схема, реализующей логическую операцию 2И-НЕ, так как ?ф для двухпоследовательных транзисторов больше, чем для параллельных.9.Как повысить быстродействие КМДП-ключа?Для КМДП-ключа главным путем повышения быстродействия является уменьшениесуммарной емкости Сс.
При заданной емкости быстродействие повышается сувеличением токов, в частности, - с увеличением питающего напряжения.10.Одинаковы ли фронт и срез у КМДП ключа?В комплиментарном ключе переходные процессы характерны тем, что заряд и разряднагрузочной емкости Сн происходит примерно в одинаковых условиях. Это объясняетсясимметрией схемы по отношению кзапирающему и отпирающему сигналу. Соответственно длительности фронта и срезаопределяются однотипными напряжениями и следовательно их длительность оказываютсяодинаковыми.Вопросы по ключам интегральной инжекционной логики(ИИЛ)1.Где и для чего в ИИЛ ключах применяются многоколлекторные транзисторы? Чтоони собой представляют (свойства, параметры, физическая структура).На рисунке показаны: (а) - срез топологии; (б) - принципиальная электрическая схемаИИЛ ключа.
В приведенной схеме многоколлекторный транзистор VT2 выполняетфункцию инвертирования входного сигнала. Транзистор VT2 образован вертикальнойструктурой, причем, так как площадь каждого коллектора транзистора VT2 меньшеплощади его эмиттера, то этот транзистор работает в инверсном режиме, что способствуетуменьшению его напряжения насыщения.2.Какую логическую функцию выполняет базовый элемент ИИЛ? Какорганизовать на его основе функционально-полную систему элементов?С использованием ИИЛ ключа могут быть реализованы основные логические операции ИНЕ и ИЛИ-НЕ. На рисунке показана реализация логических операций 2И- НЕ и 2ИЛИ-НЕна БЛЭ ИИЛ. Особенностью элементов ИИЛ является возможность параллельноговключения нескольких их выходов.
Из приведенной схемы следует, что при параллельномвключении нескольких выходов в общей точке относительно входных переменныхреализуется логическая операция ИЛИ-НЕ. Относительно же выходных сигналовэлементов реализуется логическая операция И. После инвертирования результатавыполняется логическая операция ИЛИ-НЕ дополнительным элементом относительноисходных входных элементов реализуется логическая операция ИЛИ, а относительновыходных сигналов первых элементов - операция И-НЕ.3.В каком режиме работает транзистор инжектора в ИИЛ ключе?К особенности работы ИИЛ ключа относится то, что ток инжектора всегда постоянен, внезависимости от режима работы схемы. Также возможно варьировать ток инжектора вшироких пределах, изменяя быстродействие ключа. Реально ток инжектора можетизменяться от 1 нА до 1 мА. В таких же пределах может меняться и быстродействиесхемы.
Инжекционный ток равен ?1э, 1э = Un/R. Следовательно для выполнения этогоусловия транзистор инжектора должен находится в активной области.4.Почему транзисторные ключи с инжекционным питанием имеют источникпитания с самой маленькой ЭДС среди всех ключей? Какой?Для создания инжекционного тока достаточно сместить транзистор инжектора в прямомнаправлении, т.е. приложить к нему прямое напряжение Uэи > Unop. Поскольку базатранзистора инжектора заземлена, то напряжение питания Ек = Uэи составляет всего 0,7 0,8 В, что является одним из главных преимуществ ИИЛ схемы.Какие требования предъявляются по коэффициенту усиления к транзисторам ключейИИЛ и почему такие?Нагрузочная способность ИИЛ схемы при реализации функции И-НЕ определяетсяколичеством коллекторовмногоколлекторного транзистора. При этом подключение каждой нагрузочнойсхемы увеличиваетколлекторный ток транзистора на Гки, что может привести к его к выходу из насыщения.При подключении nнагрузочных схем к коллектору транзистора условие насыщения транзистора Iб1 В1 >=Iк1можно записать ввиде Iки Blmin > n 1ки или Blmin > n.
Если при работе схемы в наноамперном диапазонетоков Blmin = 1,5 , тоn = 1, т.е. к коллектору этого транзистора можно подключить только одну нагрузку.Повышение Blmin всовременных ИИЛ схемах осуществляется за счет усовершенствования технологий, таккак при увеличениирабочего тока транзистора для обеспечения высоких значений В теряется одно из главныхпреимуществ ИИЛсхемы - малое потребление мощности.В каких областях может находиться рабочая точка транзисторов ИИЛ- ключей?Почему микросхемы на ИИЛ-ключах занимают очень маленькую площадь на подложке?Из рисунка видно, что транзистор VT1 образован планарной структурой, амногоколлекторный транзистор VT2 - вертикальной структурой. Причем, так как площадькаждого коллектора транзистора VT2 меньше площади его эмиттера, этот транзистор, посути, работает в инверсном режиме уменьшению его напряжения насыщения.
Все этопозволяет разместить весь элемент ИИЛ на площади, занимаемой в схеме ТТЛ одниммногоэмиттерным транзистором.8.Чем определяется быстродействие ИИЛ ключей?Быстродействие ИИЛ схемы определяется в основном перезарядом паразитных емкостей,шунтирующих выходные цепи n-p-п транзисторов, и временем рассасывания неосновныхносителей в базе насыщенного транзистора, которое для ИИЛ схемы составляет 10-50 нc.Время переходных процессов при перечислении транзисторов ИИЛ схемы уменьшаетсяпри увеличении рабочего тока коллектора. Однако при этом возрастает потребляемаясхемой мощность..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
