Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 37
Текст из файла (страница 37)
рис. 9.6): а) при действии на одном из ее входов сигнала логического нуля с напряжением (эры = 0,2 В, б) при действии на всех входах сигналов логической единицы. Принять следующие исходные данные: Ек эк 5 В, Ркэ = 3,6 кОм, (7бэ = (7бк = 0,7 В, (1 „=0,2 В, Ркг = 2 кОм. Решение а) При действии на одном из входов ТТЛ-схемы сигнала логического нуля транзистор Т, работает в режиме насьпцения, транзисторы Т и Т закрыты. Поэтому токами, протекающими через резисторы Ег и Ек, можно пренебречь. Мощность, потребляемая схемой, Р„, = Е»1кь Учитывая, что Ек — (7б — (7 . 1н, — — " ' — — 1,14 мА, Иэ будем иметь Р = 5,7 мВт. б) При действии на всех входах ТТЛ-схемы сигналов логи- ческой единицы многоэмиттерный транзистор Т, работает в активном инверсном режиме, транзисторы Тг и Т вЂ” в режи- ме насыщения, а транзистор Т, закрыт.
В этЪм случае можно пренебречь током, протекающим через резистор Я . Мощность, потребляемая схемой, р = Ек(1и + 1ю). Вычислив Ек — иб„,— и, — и, 1аэ = — — 0„8 мА, Ег к кэнг бэк 205 мА 1(г получим Ркз = 14,2 мВт. 9.12. Определить мощность, потребляемую и рассеиваемую ТТЛ-схемой (см. рис. 9.6) при действии на одном из ее входов сигнала логического нуля с напряжением (7о„= 0,4 В. Схема нагружена на 16 аналогичных схем, каждая из которых имеет входной ток 1'„= 0,63 мА. Рассеиванием мощности на открытых переходах транзистора и диода пренебречь. Падение напряжения на открытых переходах транзисторов н диода (/б, = = (1, = 0,7 В. Номиналы резисторов: К, = 39 кОм, К, = =2,5 кОм, К, = 500 Ом.
Напрюкение питания Е„= 5 В. Решение Мощность, потребляемая схемой от источника питания, Р, = Е„(1на+ 1н, + 1нг),где 1„4, 1нг, 1кн — токи соответственно через резис~оры К„Кг, К4. Записав ń— (Р— (!бв 1н« = К, 1нг+!нв = !в 16!ав будем иметь 1 Ев — (?о 11м К, Мощность, рассеиваемая на резисторах схемы, (Е («о Н )г ! рван = + К, +1г + — К =44 мВт Мощность, рассеиваемая на транзисторах схемы, Рр„т — — Р„, р — Рр„к =10 — 4,4= 5,6 мВт. 9ЛЗ. Определить условия, прн которых режим транзистора Т, в схеме на рис. 9.7 всегда соответствует режиму работы управляющего транзистора Т,. Оя«вел«: змиттерный ток открытого транзистора Т, является одновременно базовым током транзистора Т„который при закрытых диоде Д и транзисторе Т, будет работать в режиме насыщения, если выполняются условия 144Р4 (1«г !Нг) Р4 1вав«««1вв Ев Н а (?бва 1г (1б ««( о юг+1 Кг,/~' " входной ток 1о. При большом количестве подключенных нагрузочных схем транзистор Тв может выйти из режима насыщения и уровень выходного напряжения изменится.
Если транзистор Т, закрыт, то транзистор Тв также закрыт, так как его база через резистор К, будет подключена к нулевой шине. 9.14. Определить значения коллекторного 1„ и базового 1б токов транзистора Шотки (см. рис 9.7,6), включенного цо схеме ОЭ, если входной ток 1,„ = 5 мА, напряжен«е питания Е„ = = 5 В, сопротивление резистора в коллекторной цеци К„ = = 1 кОм.
Коэффипиент усиления по току л-Р-я-транзистора р = 50, падение напряжения (7 = 0,4 В. Как изменится коллекторный ток транзистора Шотки, еслп произойдет случайный обрыв цепи источника питания Еа? Решение Для транзистора Шоткн, включенного по схеме ОЭ„выполняются соотношения (см. рис. 9Л,о) 14 14+ [и 1вв 1д + 1б' Учитывая, что 1„= р1б, 1нв — — (ń— Н ) 1К„, после несложных вычислений получим 1„=9,5 мА, 1б на 0,19 мА.
При обрыве цепи питания 1,=1„; следовательно, = 1„()Л1 + Р) = 4 9 мА. 9Л5. Записать аналитические выражения для низкого и высокого уровней напряжения на выходе 1 и выходе 2 в ЭСЛ-схеме, нагруженной на и аналогичных схем: а) при заземленной минусовой шине (рис. 9.9,а), б) при заземленной плюсовой шине (рис.
9.9,6). Решение Расчет низких уровней на выходе схемы: а) При заземленной минусовой шине (см. рис. 9.9,а) в режиме (! = (?б на выходе 1 имеем высокий уровень напрюкения 11«в«(транзистор Т, закрыт), а на выходе 2 — низкий 11~ г (рабочая точка транзистора Т, в активной области). Напряжение (1," а определяется разностью напряжений на коллекторе 11,г транзистора Т, и на открытом переходе змиттер — база транзистора Т эмиттерного повторителя„т.е. (1о, (1 г («, (9.38) В свою очередь, («„г — — ń— 1н гЯвг, где и — число подключенных нагрузочных схем, имеющих (9.39) 2ЗВ Ток 1я,! через резистор Ккэ является суммой коллекторного тока 1м транзистора Тх и базового така 1,д транзистора Т . Если последним током пренебречь (это возможно, если Км к нк (1+ Р)Кн), то (/э Ео — 1!оэ! 1„х ох 1 х = а1, = а — э = а к к э Подставляя полученные значения 1якх, (/„х из (9.39) и (9.40) в формулу (9.38), получим (!вы.з = Š— а(Ео — (Уоэх) К,х/Кэ — (!!вэ (9 41) В режиме (/ = (!э„транзистор Т, открыт и его рабочая точка находится в активной области, а транзистор Т закрыт.
Напряжение на выходе транзистора Т, определяет низкий уровень логического нуля (/ов, схемы: (9.42) где 1!к, =Š— 1як!К! — напряжение на коллекторе открытого транзистора Тэ, 1я„! = и! ! + !и и((!з„— (гоэ!)/К,. Следовательно, (!вы*! = Е и((!эх (!гн!) Ккэ/Кэ (/оэз (9""13) б) При заземленной плюсовой шине (рис. 9.9, б) будем иметь (Ео 1' оэт) Ккэ (то Е+ (эо и * (! Кэ- через резистор К, нагрузочной схемы; (/о„— напря:кение на эмиттерном переходе транзистора Т,н нагрузочной схемы.
Таким образом, (т! К„(1+ Рм) Кн Р + 1 После преобразований получим (полагая (34 — — (3,н = (3) К 1(!Г (9.44) Высокий уровень напряжения на выходе ! при закрытых входных транзисторах и',=и, =Š— 1 кКк,— и- 1Н ! = 1бз = 1э! /(! + (33) Учитывая, чта 1эз = 1' вып/Кэ + а)нхн 1',хн = 1я /(1+ Ро,), 1х =(~'~ ! — (/о.)/К.* получим после преобразований (при )3,н = (3! = Р) Ь- (/вых! = Е+ Ввьэх! = <х Кк! (/гнз. К, Расчет высоких уровней иа выходах схемы а) При заземленной минусовой шине (рис.
9.9эл) ('вых2 (/эх Е 1якйкх 1'гнэ — = 1»/(1 + Р ). Ток эмиттера транзистора Тн является суммой двух токов: тока нагрузки л1', и тока черш резистор К,х, т. е. 1ээ л!вэн + 13ьн л1вкв + (~вых/Ко Тогда (/выа = Š— (л!'кн+ 1!' а/Кы) Ккз/(Р4+ 1) — (!О.ь где 1',кн = 1я /(1+ Р,„) — максимальный входной ток транзистора олной нагрузочной схемы; 1н =((!' з — (/ом)/К,— ток (9.45) Формулы (9.44) и (9.45) позволяют оценить влияние нагрузочного тока на высокий уровень выходного напряжения ЭСЛ-схемы. Так как на практике нагрузочная способность ЭСЛ-схемы ограничивается в первую очередь требуемым быстродействием, то число и не превышает 15.
Поэтому, приняв и < (3, К„з(К„р) «К,(Р+ 1), формулы (9.44) и (9.45) можно упростить: 1" ых =Š— Иоы 1'ы ! =Š— (!оэз. б) При заземленной пни!совой шине (рис. 9.9,б) с учетом сделанных выше допущений (/ынх! Г~ьхз = — Е+ (/в,ыз~ — Е+ 1!' 9.16. Определить условия, при которых в ЭСЛ-схеме (см. рис. 99,а) открытые транзисторы работают в активном режиме.
24! Решение Эмиттерный повторитель на транзисторе Т находится в активном режиме, так как коллекторный переход транзистора Т. смещен в обратном направлении (потенциал на базе ниже потенциала на коллекторе): Обэ — — Š— 1р,гйы, С',д —— Е. Аналогично, эмиттерный повторитель на транзисторе Тг находится в активном режиме, так как ~Ъз = Š— 1в.зЕ.1 О.г = Ек. Определим условие, при котором транзистор Т, находится в активном режиме. Тогда Еи > Убз, запишем Ом = 1'км, Ьзкэ = Š— 142Р.
П 1ы а1ээ = «(1 42 (збзг)пккн . Тогда условие активного режима работы транзистора Т, ~„з > > (Уб1 будет иметь вцд (7', — и Š— а — — и >(э*р з Определим условие, прн котором транзистор Т, находится В аКтИВНОМ рсжнМЕ, КОГда (з„г>(?бг,' (l„г=Е. — 1а,гй2' 1'бг= = Е,р Так как 1хкг = 1 г+ 1м 1 г ээ а1 2 1 и (з = 1 эрйз =(Ео ~бзг)l~г то условие активного режима транзистора Т,: (Ео (зб 2) икг (242 = Ек — Е > ЕО 9.17, Определить высокий н низкий уровни напряжения на выходе 2 схемы на рис. 9.9, б ЭСЛ-типа, если потенциал коллектора транзистора Т, относительно <рземли» в закрытом состоянии составляет -0,1 В, в открытом состоянии — 0,8 В. Падение напрюкения на эмиттерном переходе открытого транзистора Тк Уб„— — 0,7 В.
Ответ: У„' = — 0,8 В, Ц 2= — 1,5 В. 9.18. Определить высокий и низкий уровень напряжения на выходе 1 схемы на рис. 9.9,б, если при поступлении входного сигнала С"2, потенциал коллектора транзистора Т, относнтель- но вземлю> измепилсв от — 0,1 до — 0,8 В. Падение напряжения (7 =07 В. Олзввкл: (72 з = -0,8 В, Ц, = — 1,5 В. 9.19. Изменится ли низкий уровень напряжения на выходе 1 схемы на рис. 9.9,б, если при действии на входе 1 сигнала (7', поступил сигнал У', на вход 2? Ов2ввэл:изменится, так как за счет тока транзистора Т падение напряжения на резисторе Ек, увеличится по абсолютному значенюо. 9.Ю.
Определить среднюю мощность потребления микросхемы ЭСЛ-логики (см. рис. 9.9,6), если Ц з = — 0,8 В, (Р = — 1,7 В, Ек — — Екз — — Е,2=0,3 кОм, Еэкэ1,2 кОм, Е= -5 В. Олэве»2: Р,р — — Р +2Р „= 1а,Е+2Е1„= А(? ЦЕ„+ + 2ЕоЕ7К рв 20 мВт, где Р,р — срелняя мощность, потребляемая переключателем тока; Р,р — средняя мощность, потребляемая эмнттерным повторителем. 9.21. Определить значения токов в схеме, приведенной на рис.9.17, если на входе А действует напряжение логического нуля, а на входе  — напрюкение логической единицы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
