(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Если это напряжение приложено, например, к базе транзистора 7, то потенциал его эмиттера составит Ve= - 0,9 в - 0,7 в = - 1,6 В. Для того чтобы транзистор 7 не перешел в состояние насыщения, напряжение между его коллектором и эмиттером не должно быть ниже 0,6 В. Поэтому минимальный потенциал его коллектора составит Vc= - 1,6 В -f- 0,6 В = - 1,0 В. При этом выходной потенциал на эмиттере имеет низкий уровень, равный - 1,7 В. Потенциал 1порн следует выбрать таким, чтобы входные транзисторы были надежно открыты при входном напряжении = - 0,9 В и надежно заперты при входном напряжении [/ = - 1,7 В. Это условие выполняется лучще всего, когда значение К)порн лежит посередине между Uh и Ul, т.е. составляет около - 1,3 В. В противоположность всем рассмотренным ранее схемам входное напряжение в состоянии логической единицы не может значительно превосходить Uh, так как в противном случае транзистор Tj перейдет в состояние насыщения. Как видно из вышеизложенного, напряжение питания не учитывается при расчете потенциалов. Если бы отрицательный полюс источника питания был подключен I общей точке схемы, то значения всех потенциалов следовало бы отсчитывать от отрицательного полюса. Это было бы неудобно, так как разность потенциалов очень мала по сравнению с напряжением питания. Схемы ЭСЛ обладают наименьшими значениями времени переключения по сравнений со всеми типами логических элементов. Эти значения лежат в области нескольких наносекунд и составляют в ряде случаев менее одной наносекунды. Несмотря на малые значения времени переключения, импульсные помехи в цепях питания незначительны, так как потребление тока в этой схеме не изменяется при ее переключении. 9.4.6. п-КАНАЛЬНАЯ МОП-ЛОГИКА и-МОП-элемент ИЛИ-НЕ (рис. 9.15) очень похож на элемент ИЛИ-НЕ РТЛ, изображенный на рис. 9.7. При этом по технологическим соображениям вместо омического сопротивления нагрузки используется МОП-транзистор, который, как и входные транзисторы, является нормально-запертым. Для того чтобы он открылся, Vee Vdd
Рис. 9.15. Элемент ИЛИ-НЕ типа п-МОП (обычная схема). нужно подать на его затвор высокое напряжение Vgg. Следовательно, выходное напряжение в состоянии логической единицы будет равно потенциалу стока Vpo только тогда, когда вспомогательный потенциал Vgg превысит значение Vdd минимум на величину порогового напряжения. Кроме того, часто необходимо иметь отрицательное напряжение на подложке Vbb, чтобы надежно запереть входные транзисторы. Типичные значения этих трех напряжений питания составляют Vdd = 5 В, Vgg = 12 В, Vbb = - 5 В. Входной ток МОП-транзисторов очень мал. Поэтому сопротивление нагрузки в этом случае выбирается более высокоомным по сравнению с элементами РТЛ, но, несмотря на это, коэффициент разветвления по выходу весьма высок. Его верхняя граница в основном определяется требуемым временем переключения, так как паразитные емкости заряжаются тем медленнее, чем меньше ток стока. Как видно из рис. 9.15, транзистор 7 работает в качестве истокового повторителя. При этом его внутреннее сопротивление г,- принимает значение 1/S. Для того чтобы получить требуемое высокоомное сопротивление, крутизну этого транзистора выбирают значительно меньшей, чем у входных транзисторов. Можно значительно расширить возможности этой схемы, если использовать транзистор Гз в качестве источника постоянного тока. Когда для этого применяется также и-канальный МОП-транзистор, то, как было указано в разд. 5.5, требуется транзистор нормально-открытого типа. Однако входные транзисторы всегда являются нормально-запертыми, поскольку в противном случае управляющее напряжение должно быть отрицательным, хотя выходное напряжение всегда положительно. Следовательно, прямая связь таких логических элементов была бы невозможна. С помощью имплантации ионов достигается размещение нормально-запертых и нормально-открытых МОП-транзисторов на одном кристалле. Преимущество полученных с помощью этой технологии Рис. 9.16. Элемент ИЛИ-НЕ типа п-МОП (схема с нагрузкой в виде транзистора в режиме обеднения канала). схем с обедненной нагрузкой (т. е. с транзистором нагрузки, работающим в режиме обедненного канала) состоит в том, что устраняются оба вспомогательных напряжения питания VcG и Vbs (рис. 9.16). Кроме того, потребление юка почти не зависит от напряжения питания. 9.4.7. КОМПЛЕМЕНТАРНАЯ МОП-ЛОГИКА (КМОП) В описанной в предыдущем разделе п-МОП-схеме ток утечки появляется в том случае, когда выходное напряжение имеет низкий уровень. Этого можно избежать, если запереть полевой транзистор Tj (рис. 9.15 или 9.16). Следовательно, он должен включаться и выключаться в противо-фазе с входными транзисторами. Особенно просто этрго можно достичь, если использовать комплементарный (дополнительный) МОП-транзистор Т3. Рассмотрим принцип действия схем КМОП на примере инвертора, изображенного на рис. 9.17.  Рис. 9.17. Инвертор типа КМОП. Пороговое напряжение обоих транзисторов составляет, как правило, 1,5 В. Если Ug = О, то открыт р-канальный МОП-транзистор Ti, а п-канальный МОП-транзистор Tj заперт. При этом выходное напряжение равно Урр. Если Ug = Vdd, to транзистор Т2 заперт, а открыт и выходное напряжение равно нулю. Напряжение питания можно произвольно выбирать в диапазоне от 3 до 15 В. Очевидно, что в статическом режиме потребление тока данной схемой будет равно нулю. Лишь в момент переключения, пока входное напряжение находится в пределах Up < < Ug < и00 - \Uj,\, существует небольшой ток утечки. Потребление тока этой схемой определяется в основном процессами перезаряда паразитных емкостей. Если к одному выходу подключается несколько КМОП-эле-ментов, то при каждом изменении состояния все входные емкости должны перезаряжаться через выход одного элемента. Когда выходное напряжение переходит в состояние логической единицы, емкостная нагрузка через транзистор 7 заряжается до величины Уор. При этом от источника питания отбирается заряд Q = С Кор. Если выходное напряжение достигает низкого уровня, емкостная нагрузка разряжается через транзистор Т. Следовательно, в течение каждого периода Т вход- НОЮ сигнала, имеющего форму прямоугольного импульса, из пшны питания на общую пшну стекает заряд Q. Среднее значение этого тока определяется как Здесь /-частота входного напряжения. Таким образом, мощность, потребляемая этой схемой, пропорциональна частоте. Напряжение логической единицы зависит от выбранного напряжения питания. При переключении этой схемы ее выходное напряжение изменяется симметрично огаосительно уровня половины напряжения питания. С увеличением напряжения питания увеличивается также и запас помехоустойчивости. Если VoD = 5 В, достигается совместимость с уровнями ТТЛ. При этом один элемент КМОП может управлять, как правило, одним стандартным элементом ТТЛ. На рис. 9.18 изображен логический элемент КМОП ИЛИ-НЕ, работающий на том же принципе, что и описанный выше инвертор. Чтобы всегда можно было обес- Рис. 9.18. Элемент ИЛИ-НЕ типа КМОП. 1 Рис. 9.19. Элемент И-НЕ типа КМОП. печить большое управляемое сопротивление нагрузки, когда любое из входных на- пряжений будет иметь высокий уровень, соответствующее число р-канальных транзисторов включается последовательно. Несмотря на то что при этом выходное сопротивление схемы в состоянии логической единицы возрастает, выходное напряжение логической единицы остается на уровне Род, так как в стационарном режиме ток не течет. Путем изменения параллельного включения транзисторов на последовательное (и наоборот) из схемы ИЛИ-НЕ можно получить логический элемент И-НЕ, представленный на рис. 9.19. Двунаправленные логические элементы В разд. 9.1 было указано, что логические связи могут быть реализованы с помощью ключей. Эта возможность используется также в МОП-схемотехнике, так как ее реализация часто приводит к упрощению схем. В отличие от обычных логических элементов базовый элемент этих схем позволяет непосредственно передавать напряжение сигнала с выхода на вход. Его обозначение и схема замещения приведены на рис. 9.20,а. Функция этого элемента состоит в разъединении или соединении (через достаточно низкоомное сопротивление) выхода с входом. При этом табл. 9.12 вывода (вход и выход) равнозначны. Следовательно, сигнал передается в обоих направлениях с очень малыми искажениями. В отличие от обычных логических элементов на выходе этих схем не формируются уровни напряжения. Поэтому помехоустойчивость таких схем тем хуже. Чем большее число двунаправленных элементов включено последовательно. Следовательно, их нужно использовать только вместе с обычными логическими элементами. Схемотехническая реализация такого элемента, выполненная с помощью КМОП-технологии, представлена на рис. 9.20,6. Коммутатор, о котором шла речь, составлен из двух комплементарных МОП-транзисторов и Tj. Управление ими осуществляется противофазными напряжениями затворов, формируемыми
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |