Е.А. Москатов - Электронная техника (1076439), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Москатов. Стр. 771) Ключи на МОП–транзисторах.+UипYRСЗКаналИnn+VT1S iO 2Сn+XЗПодложка p -ИРис. 199xy0110Рис. 201Р ис. 200Недостатком данных ключей является наличие резисторов, которые занимают в подложкезначительно больше места, чем транзистор. Поэтому наиболее широко применяются ИМС, укоторых вместо резистора также применяется МОП - транзистор, но с каналом другого типапроводимости. Такие взаимодополняющие структуры получили название МОП - пар.2) Комплементарная МОП – пара (КМОП).+Uип-VT1Ic"1"XY"0"VT2xy0110"p"UзиРис. 204Рис.
203Рис. 202"n"Если на затвор подать сигнал логического нуля, то в транзисторе VT2 (c каналом «n»типа проводимости) канал будет отсутствовать, а в транзисторе VT1 с каналом «p» типа канал будетиндуцирован, т. к. на затворе относительно истока будет действовать отрицательное напряжение. Через этот канал выход Y соединяется с плюсом ИП, и на выходе будет высокий уровеньлогической единицы.При подаче на вход логической единицы канал в транзисторе VT1 исчезает, а в VT2 канал индуцируется и через этот канал соединяется с нулевым потенциалом общего провода, следовательно, на выходе будет логический ноль.Достоинства комплементарной МОП – пары – отсутствие резисторов, что позволяет повыситьстепень интеграции; очень малое потребление тока от ИП, т.
к. между плюсом и минусом ИПвсегда оказывается транзистор, у которого нет канала.Недостаток комплементарной МОП – пары: низкое быстродействие.3) Реализация функции И-НЕ в КМОП – логике.+VT1UипVT2YVT3X1VT4X2Рис. 205X1 X2 Y0 00 11 01 11000Рис.
206Е. А. Москатов. Стр. 78Если хотя бы на одном из входов имеется сигнал логического нуля, в соответствующем транзисторе с каналом p-типа – VT1 или VT2 – будет индуцирован канал, через который выход Yсоединяется с плюсом ИП, и на выходе будет логическая единица. При подаче на оба входалогических единиц в VT1 и в VT2 каналы исчезают, а в транзисторах VT3 и VT4 каналы индуцируются, и через эти каналы выход Y соединяется с общим проводом, следовательно, на выходе будет логический ноль.4) Реализация функции ИЛИ-НЕ в КМОП – логике.+VT2"p"Uип-VT3"p""n"VT1X1VT4X2"n"YX1 X2 Y010100111000Рис.
208Рис. 207Если на оба входа поданы нули, то в транзисторах VT1 и VT4 с каналами n-типа каналы отсутствуют, а в VT2 и VT3 каналы индуцируются, и через них выход Y связан с плюсом ИП,следовательно, на выходе логическая единица.Если хотя бы на один из входов подать логическую единицу, то в соответствующем транзисторе p-типа канал исчезает, и выход Y отключается от плюса ИП, а в соответствующем транзисторе с каналом n-типа канал индуцируется, и через него выход Y соединяется с общим проводом, следовательно, на выходе будет логический ноль.Эмиттерно-связная логика1) Реализация функций ИЛИ и ИЛИ-НЕ в эмиттерно-связной логике (ЭСЛ).2) Источник опорного напряжения.3) Базовый элемент ЭСЛ серии К500.1) Реализация функций ИЛИ и ИЛИ-НЕ в эмиттерно-связной логике (ЭСЛ).ЭСЛ является самой быстродействующей из всех типов логики.
Это объясняется тем, чтотранзисторы в ЭСЛ работают в линейном режиме, не переходя в режим насыщения или отсечки. Основой ЭСЛ является дифференциальный эмиттерный каскад, изображённый на рисунке209.R1R2UвыхVT2Uвх1VT1Ia+UипUвх2ГенераторстабильноготокаРис.
209Е. А. Москатов. Стр. 79Io; Uвх1 > Uвх2; I1 = I0 + ΔI; I2 = I0 – ΔI.2Особенность ЭСЛ: разница уровней логической единицы и нуля очень мала, следовательно,помехоустойчивость плохая. Чтобы повысить помехоустойчивость, в ЭСЛ используется схема, при которой в цепи коллектора – соединение с общим проводом, а в цепь эмиттера подаётся минус напряжения ИП.
Это приводит к тому, что все уровни напряжения отрицательны иЭСЛ плохо согласуются с другими типами логики.Рассмотрим следующую схему (смотрите рисунок 210), в которой U0 ≈ -1,6 В; U1 ≈ -0,8 В; Uоп≈ -1,2 В.Uвх1 = Uвх2; I1 I2 R1R2Y1Y2X2X1VT3 YVT2VT1X1 X2 Y1 Y2R3Uип+0010101 00 10 1110 1Рис. 211Рис. 210В данной схеме роль генератора стабильного тока (ГСТ) выполняет источник стабилизированного напряжения U = -5,2 В вместе с последовательно включённым резистором R3 достаточно большого номинала.При подаче на оба входа логического нуля опорное напряжение оказывается более положительным, чем на базах транзисторов VT1 и VT2, следовательно, транзистор VT3 открыт вбольшей степени, чем VT1 и VT2. Значит, ток через R2 будет больше, чем через R1, и напряжение на Y2 (логический ноль) будет более отрицательным, чем на выходе Y (логическая единица).Если хоть на один из входов подать логическую единицу, то напряжение на базе соответствующего транзистора становится более положительным, чем опорное.
Этот транзистор (VT1 илиVT2) открывается в большей степени, чем VT3. Ток через R1 будет больше, чем через R2.Напряжение на выходе Y будет более отрицательным, т. е. логическим нулём, а напряжение навыходе Y2, более положительным, т. е. логической единицей.Вывод: ЭСЛ реализует функцию ИЛИ-НЕ по выходу Y и функцию ИЛИ по выходу Y2.2) Источник опорного напряжения.+UипR1R3R5VT4VT1X1X2VT3VT2VD1VD2R2R4R6-UипРис. 212Е.
А. Москатов. Стр. 80Источник опорного напряжения собран на транзисторе VT4. Схема эта представляет собойэмиттерный повторитель. Делитель, состоящий из резисторов R5, R6 и диодов VD1 и VD2,обеспечивает постоянное напряжение на базе транзистора, а следовательно, ток через транзистор также будет постоянным и падение напряжения на резисторе R4 будет постоянным. Этонапряжение и подаётся на базу транзистораVT3 как опорное. Диоды VD1, VD2 предназначеныдля температурной стабилизации работы схемы.3) Базовый элемент ЭСЛ серии К500.Недостатком рассмотренной выше схемы является малый коэффициент разветвления по выходу.
Для увеличения его на выходе схемы включают эмиттерные повторители. В результатемы получили базовый элемент ЭСЛ.R1R3R5VT6VT5VT4X1VT1X2Y1VT3Y2VD1VT2VD2R2R4R6R7R8-UипРис. 213Аналоговые электронные устройстваКлассификация и основныетехнические показатели усилителей1) Классификация усилителей.2) Основные технические показатели усилителей.3) Характеристики усилителей.1) Классификация усилителей.Устройство, предназначенное для усиления электрических сигналов, называется электроннымусилителем.Основной классификацией усилителей является классификация по диапазону усиливаемыхчастот.1. Усилители низкой частоты (УНЧ) – диапазон усиливаемых частот от 10Гц до 100кГц.2. Усилители высокой частоты (УВЧ) – диапазон усиливаемых частот от 100кГц до 100МГц.3.
Усилители постоянного тока (УПТ). Они могут усиливать постоянный ток. Диапазонусиливаемых частот от 0Гц до 100кГц.4. Импульсные усилители (ИУ) – широкополосные импульсные- и видеоусилители. Частотный диапазон усиливаемых частот от 1кГц до 100кГц.5. Избирательные, или резонансные усилители – это усилители, работающие в узкомдиапазоне частот.Е. А. Москатов. Стр. 812) Основные технические показатели усилителей.1. Коэффициент усиления.UвыхU вхЕсли коэффициент усиления недостаточен, применяются многокаскадные усилители.Кn UвхК1КnК2UвыхРис. 214В многокаскадных усилителях общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления каждого каскада.2. Входное и выходное сопротивление.
Эквивалентную схему усилителя можно представить следующим образом.RiUвхRвыхRвхUвыхRнУсилительРис. 215Задача передачи максимальной энергии от источника сигнала на вход усилителя, а также свыхода усилителя на нагрузку называется согласованием. Для оптимального согласованиявходное сопротивление усилителя должно быть как можно больше, т. е. значительно большевнутреннего сопротивления источника сигнала, а выходное сопротивление значительно меньше сопротивления нагрузки. Вопросы согласования возникают и в многокаскадных усилителях. Если два усилительных каскада не согласованы между собой по входному и выходномусопротивлению, то между ними ставится эмиттерный повторитель, имеющий очень большоевходное и малое выходное сопротивление.3.
Выходная мощность и КПД усилителя. Выходная мощность может быть определена поформуле:Uвых 2Pвых RнЗначительно увеличить выходную мощность усилителя нельзя, т. к. при большом выходномнапряжении появляются искажения усиливаемого сигнала за счёт нелинейности характеристик усилительных элементов. Поэтому вносится понятие номинальной выходной мощности.Это наибольшая выходная мощность, при которой сигнал не искажается.КПД усилителя можно определить по следующей формуле:Pвыхη100%Pист4. Уровень собственных шумов состоит из следующих составляющих: Тепловые шумы при нагревании сопротивлений, ёмкостей. Шумы усилительных элементов. Шум за счёт пульсаций источника питания.5.
Диапазон усиливаемых частот (полоса пропускания усилителя). Это полоса частот, вкоторой выходное напряжение уменьшается не более чем до 0,7 своей максимальнойвеличины.6. Искажения усилителя возникают за счёт нелинейности характеристик транзисторов.Искажения происходят за счёт появления в спектре сигнала высших гармонических со-Е. А. Москатов. Стр. 82ставляющих, и характеризуется коэффициентом нелинейных искажений (или коэффициент гармоник).U 2 2 U 3 2 Un 2Кг 100%U13) Характеристики усилителей.1.
Амплитудная характеристика – это зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала (смотрите рисунок 216). Uвых = f (Uвх).UвыхUвых.maxUвых.minUвхUвх.min Uвх.maxРис. 2162. Динамический диапазон:Uвх. maxдБ Uвх. min3. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) представляет собой зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты при постоянной амплитуде входного сигнала.Uвх = f (F) при Uвх = Const.Часто АЧХ представляют в виде зависимости Кn f ( F ) при Uвх ConstД 20 lgКuКmax0,7 Кmax2fFРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
