Joonisel fig. Joonisel 2.16 on kujutatud n-tüüpi indutseeritud kanaliga (nn n MIS-tehnoloogia) loogikaelemendi diagramm. Peamised transistorid VT 1 ja VT 2 on ühendatud järjestikku, transistor VT 3 toimib koormusena. Juhul, kui elemendi mõlemale sisendile rakendatakse kõrget pinget U 1 (x 1 = 1, x 2 = 1), on mõlemad transistorid VT 1 ja VT 2 avatud ning väljundis on seatud madalpinge U 0. Kõigil muudel juhtudel on vähemalt üks transistor VT 1 või VT 2 suletud ja väljundis on seatud pinge U 1. Seega täidab element loogilist JA-EI funktsiooni.
Joonisel fig. Joonisel 2.17 on näidatud elemendi VÕI-EI skeem. Madalpinge U 0 seatakse selle väljundisse, kui vähemalt ühel sisendil on kõrgepinge U 1 , mis avab ühe peatransistorist VT 1 ja VT 2 .
Joonisel fig. 2.18 diagramm on KMDP tehnoloogia NOR-NOT elemendi diagramm. Selles on peamised transistorid VT 1 ja VT 2, koormustransistorid VT 3 ja VT 4. Olgu kõrgepinge U 1. Sel juhul on transistor VT 2 avatud, transistor VT 4 suletud ja olenemata teise sisendi pingetasemest ja ülejäänud transistoride olekust on väljundis seatud madalpinge U 0. Element rakendab loogilist VÕI-EI toimingut.
CMPD-ahelat iseloomustab väga madal voolutarve (ja seega ka võimsus) toiteallikatest.
Joonisel fig. Joonisel 2.19 on kujutatud integraalse süstimisloogika loogilise elemendi topoloogia (I 2 L). Sellise struktuuri loomiseks on vaja kahte difusioonifaasi n-tüüpi juhtivusega ränis: esimese faasi käigus moodustuvad piirkonnad p 1 ja p 2 ning teise faasi käigus piirkonnad n 2.
Elemendi struktuur on p 1 -n 1 -p 2 -n 1 . Sellist neljakihilist struktuuri on mugav käsitleda, kujutades seda kahe tavapärase kolmekihilise transistori struktuuri ühendusena:
lk 1 -n 1 -lk 2 n 1 -lk 2 -n 1
Sellele kujutisele vastav diagramm on näidatud joonisel 2.20, a. Vaatleme elemendi tööd selle skeemi järgi.
Transistor VT 2 struktuuriga n 1 -p 2 -n 1 täidab mitme väljundiga inverteri funktsioone (iga kollektor moodustab avatud kollektori ahela järgi elemendi eraldi väljundi).
Transistor VT 2, nn pihusti, on struktuuriga nagu p 1 -n 1 -p 2 .
Kuna nende transistoride piirkond n 1 on ühine, tuleb transistori VT 2 emitter ühendada transistori VT 1 alusega; ühise ala p 2 olemasolu toob kaasa vajaduse ühendada transistori VT 2 alus transistori VT 1 kollektoriga. See loob ühenduse transistoride VT 1 ja VT 2 vahel, mis on näidatud joonisel 2.20a.
Kuna transistori VT 1 emitter on positiivse potentsiaaliga ja baas nullpotentsiaalil, on emitteri siire päripinges ja transistor avatud.
Selle transistori kollektorivoolu saab sulgeda kas transistori VT 3 (eelmise elemendi inverter) või transistori VT 2 emitteri ristmiku kaudu.
Kui eelmine loogiline element on avatud olekus (transistor VT 3 on avatud), siis selle elemendi sisendis on madalpingetase, mis VT 2 alusel toimides hoiab selle transistori suletud olekus. Injektori vool VT 1 suletakse läbi transistori VT 3. Kui eelmine loogikaelement on suletud (transistor VT 3 on suletud), voolab injektori VT 1 kollektori vool transistori VT 2 alusesse ja see transistor on seatud avatud olekusse.
Seega, kui VT 3 on suletud, on transistor VT 2 avatud ja vastupidi, kui VT 3 on avatud, on transistor VT 2 suletud. Elemendi avatud olek vastab olekule log.0 ja suletud olek log.1 olekule.
Injektor on alalisvoolu allikas (mis võib olla elementide rühma jaoks ühine). Sageli kasutavad nad elemendi tavapärast graafilist tähistust, mis on esitatud joonisel fig. 2.21, sünd. Joonisel fig. Joonisel 2.21a on kujutatud lülitust, mis rakendab OR-NOT operatsiooni. Elementkollektorite ühendamine vastab toimimisele nn paigaldus I
. Tõepoolest, piisab, kui vähemalt üks elementidest on avatud olekus (log.0 olek), siis suletakse järgmise elemendi pihustivool läbi avatud inverteri ja madala log.0 tase kehtestatakse kell. elementide kombineeritud väljund. Järelikult moodustatakse selles väljundis väärtus, mis vastab loogilisele avaldisele x 1 · x 2. Rakendades sellele de Morgani teisenduse, saadakse avaldis x 1 · x 2 = . Seetõttu rakendab see elementide ühendus tõesti operatsiooni VÕI-EI.
tagama kõrge integratsioonitaseme; I 2 L vooluahelate valmistamisel kasutatakse samu tehnoloogilisi protsesse, mis bipolaarsete transistoride integraallülituste valmistamisel, kuid tehnoloogiliste toimingute ja vajalike fotomaskide arv on väiksem;
kasutatakse vähendatud pinget (umbes 1 V);
pakkuda võimalust vahetada võimsust laias jõudlusvahemikus (energiatarbimist saab muuta mitme suurusjärgu võrra, mis viib vastavalt jõudluse muutumiseni);
on TTL-i elementidega hästi kooskõlas.
Joonisel fig. Joonisel 2.21b on kujutatud diagramm üleminekust I 2 L elementidelt TTL elemendile.
Joonis 7.1 - esialgne võimendi ahel
Võtame Rk = 80 oomi.
Lisaks tuleks transistori valimisel arvestada: f = 17,5 MHz.
Transistor 2T3129A9 vastab nendele nõuetele. Kuid andmed selle parameetrite kohta antud voolu ja pinge juures on ebapiisavad, seetõttu valime järgmise tööpunkti:
Iko = 15mA,
Tabel 7.1 - Kasutatava transistori parameetrid
|
Nimi |
Määramine |
Väärtused |
|
|
Kollektori ristmiku mahtuvus |
|||
|
Emitteri ristmiku mahtuvus |
|||
|
Transistori väljalülitussagedus |
|||
|
Staatiline voolu ülekandetegur OE-ga ahelas |
|||
|
Ümbritsev temperatuur |
|||
|
Pidev kollektorivool |
|||
|
Ülemineku temperatuur |
|||
|
Pidev võimsuse hajumine (jahutusradiaatorita) |
Arvutame valemite 5.1 - 5.13 abil välja antud transistori ekvivalentahela parameetrid.
rb = 10 oomi; gb==0,1 cm, kus
rb-aluse takistus,
rе= ==2,5 oomi, kus
re-emitteri takistus.
gbe===3,96 mSm, kus
gbe-aluse-emitteri juhtivus,
Ce===2,86 pF, kus
emitteri mahtuvus,
Ri = = 400 oomi, kus
7.1.1 Emitteri korrektsiooni arvutamine
kus on tagasiside sügavus;
f kaskaadis on võrdne:
Võtame siis vastu:
f kaskaadis on võrdne:
7.1.2 Termilise stabiliseerimise skeemi arvutamine
Kasutame emitteri stabiliseerimist, kuna valiti väikese võimsusega transistor, lisaks on arvutatud võimendis juba kasutatud emitteri stabiliseerimist. Emiteri termilise stabiliseerimise ahel on näidatud joonisel 4.1.
Arvutusprotseduur:
1. Valige emitteri pinge, jagaja vool ja toitepinge;
2. Seejärel arvutame.
Emiteri pinge valitakse järjekorraga võrdseks. Valime.
Jagamisvool valitakse võrdseks, kus on transistori baasvool ja arvutatakse järgmise valemiga:
Toitepinge arvutatakse järgmise valemi abil: V
Takisti väärtused arvutatakse järgmiste valemite abil:
Sel viisil arvutatud vooluahela temperatuurivahemikus 0 kuni 50 kraadi ei ületa sellest tulenev transistori puhkevoolu kadu reeglina (10-15)%, see tähendab, et vooluahelal on üsna vastuvõetav stabiliseerumine.
7.2 Transistor VT1
Transistori VT1 kasutame transistori 2T3129A9 sama tööpunktiga nagu transistoril VT2:
Iko = 15mA,
Võtame Rk = 80 oomi.
Arvutame valemite 5.1 - 5.13 ja 7.1 - 7.3 abil vastava transistori ekvivalentahela parameetrid.
Sk(req)=Sk(pass)*=12=12 pF, kus
Sk(nõutav)-kollektori ristmiku mahtuvus antud Uke0 juures,
Sk(pasp) on Uke(pasp) kollektori võimsuse kontrollväärtus.
rb = 10 oomi; gb==0,1 cm, kus
rb-aluse takistus,
Tagasisideahela konstandi võrdlusväärtus.
rе= ==2,5 oomi, kus
re-emitteri takistus.
gbe===3,96 mSm, kus
gbe-aluse-emitteri juhtivus,
Staatilise vooluülekandeteguri etalonväärtus ühises emitteri ahelas.
Ce===2,86 pF, kus
emitteri mahtuvus,
ft-referentsväärtus transistori piirsagedusele, mille juures =1
Ri on transistori väljundtakistus,
Uke0(add), Ik0(add) - vastavalt kollektori lubatud pinge ja kollektori voolu konstantse komponendi andmesildil olevad väärtused.
Laadimisastme sisendtakistus ja sisendmahtuvus.
Ülemine piirsagedus on tingimusel, et iga astme moonutus on 0,75 dB. Soovitav on sisse viia parandus.
7.2.1 Emitteri korrektsiooni arvutamine
Emiteri korrektsiooniahel on näidatud joonisel 7.2.
Joonis 7.2 - Vaheastme emitteri korrektsiooniahel
Transistori tekitatud sagedusreaktsiooni moonutuste korrigeerimiseks kasutatakse emitteri korrektsiooni, suurendades võimendatud signaali sageduse suurenemisega signaali amplituudi baas-emitteri ristmikul.
Kaskaadivõimendust kirjeldatakse avaldisega:
kus on tagasiside sügavus;
sisse ja valemite 5.7, 5.8, 5.9 abil arvutatud parameetrid.
Arvestades F väärtust, saadakse väärtus järgmiselt:
f kaskaadis on võrdne:
Võtame siis vastu:
f kaskaadis on võrdne:
Lülitusvõimendi
Nagu juba märgitud, valiti GT320A transistor tööks esialgses etapis. Teatmeteoses antud parameetrite väärtusi mõõdeti CEC ja IKO teatud väärtustel...
Võimendusseadme arvutamine
Tööpunkt on fikseeritud takistustega R12 ja R22. Transistori väljundomaduste järgi IBa2 = 53,33 μA. Transistori sisendomaduste järgi UBEa2 = 698 mV...
Impulsi võimendi
Arvutame tööpunkti kahel viisil: 1. Aktiivse takistuse Rк kasutamisel kollektoriahelas. 2. Drosselina kasutamisel kollektoriahelas. 1...
Impulsi võimendi
Kursuse kavandamise lähteandmed on tehnilistes kirjeldustes. Keskmine statistiline transistor annab võimenduse 20 dB, meie juhiste järgi on see 40 dB, siit saame, et meie võimendi saab olema vähemalt 2 astmega...
Võimendi korrektor
Arvutame transistori tööpunkti takistus- ja drosselastme jaoks valemite abil: , (4.1) kus pinge amplituud võimendi väljundis, koormustakistus...
Nagu eespool märgitud, kasutame väljundastmena paralleelse negatiivse pinge tagasisidega kaskaadi, millel on mahtuvuslikul koormusel töötamisel suurim ribalaius...
Lasermodulaatori võimendi
Vahe- ja sisendastme transistori nõutava alalisvoolurežiimi arvutamisel tuleks keskenduda punktis 3.3.1 toodud suhetele, võttes arvesse seda, mis asendatakse järgmise astme sisendtakistusega. Aga...Võimuvõimendi 1-12 telekanalile
Eelterminali kaskaadi režiimi arvutamisel nõustume, et kõik kaskaadid saavad toite ühest pingeallikast nimiväärtusega Ep. Kuna Ep=Uк0, siis vastavalt Uк0 kõigis kaskaadides võetakse sama...
Võtame U välja määratud väärtusest 2 korda suurema, kuna osa väljundvõimsusest läheb keskkonnakaitses kaotsi. Uout=2Uout(set)=2 (V) Arvuta välja väljundvool: Iout===0,04 (A) Arvuta kaskaadid takisti ja induktiivsusega kollektoriahelas: Joonis 2.2.1...
Lairiba lokaatori vastuvõtuseadme võimendi
Vahe- ja sisendastme transistori alalisvoolu jaoks vajaliku režiimi arvutamisel peaksite keskenduma punktis 2.2.1 toodud suhetele, võttes arvesse seda, mis asendatakse järgmise astme sisendtakistusega. Aga...
Tagasiside võimendi
Valime tööpunkti valemite abil: mA. UkA=Umn+Umin=V PkA=UkAIkA=100 mW Valige transistor parameetritega: Ikmax=22 mA, Ukmax=18 V, Pmax=400 mW. Selline transistor võiks olla KT339A. See tööpunkt vastab baasvoolule 275 μA ja pingele Ueb = 0...
Tagasiside võimendi
"Numbrites peitub turvalisus". Nii saame sümboolselt iseloomustada ühe transistori lüliteid. Loomulikult on probleeme palju lihtsam lahendada, kui olla paaris teistega nagu sina. Teise transistori kasutuselevõtt võimaldab vähendada nõudeid levikule ja ülekandeteguri A 2 1e suurusele Kahe transistori lüliteid kasutatakse laialdaselt kõrgete pingete lülitamiseks, samuti suure voolu läbimiseks läbi koormuse. .
Joonisel fig. 2.68, a...y näitab skeeme bipolaarsete transistoride kahe transistori lülitite ühendamiseks MK-ga.
Riis. 2.68. Bipolaarsete transistoride kahe transistori lülitite ühendusskeemid (algus):
a) transistor VT1 toimib emitteri järgijana. See võimendab voolu ja annab piirava takisti R2 kaudu selle transistori VT2 alusele, mis juhib otseselt koormust RH;
b) transistorid K77, VT2 on ühendatud Darlingtoni vooluahela järgi (teine nimi on "komposiittransistor"). Koguvõimendus on võrdne mõlema transistori ülekandekoefitsientide L 21E korrutisega. Transistor VT1 paigaldatakse tavaliselt väikese võimsusega ja kõrgema sagedusega kui VT2. Takisti R1 määrab "paari" küllastusastme. Takisti R2 takistus valitakse pöördvõrdeliselt koormuse vooluga: mitmesajast oomist kümnete kilooomideni;
c) D. Boxteli skeem. Schottky diood VD1 kiirendab võimsa transistori VT2 väljalülitumist, suurendades sagedusel 100 kHz signaali servade järsust 2...3 korda. See välistab Darlingtoni transistoridega ahelate peamise puuduse - madala jõudluse;
d) sarnane joonisele fig. 2.68, a, kuid transistor VT1 avaneb, kui MK-liin lülitatakse sisendrežiimile Z-olekuga või sisendiga, millel on sisemine ülestõmbetakisti. Sellega seoses väheneb pordiliini voolukoormus, kuid efektiivsus väheneb takisti R1 lisavõimsuse hajumise tõttu MK väljundis madalal tasemel;
e) "isekaitselüliti" jõutransistoril VT2 ja piirtransistoril VT1 Niipea, kui voolutugevus koormuse Ln ületab teatud läve, näiteks õnnetuse või lühise tõttu, tekib transistori avamiseks piisav pinge VT1 vabastatakse takistil R3. See šunteerib baasi transistori VT2, põhjustades väljundvoolu piirangu.
e) erineva struktuuriga transistore kasutav push-pull impulssvõimendi; KOHTA
g) transistor I72 avaneb suhteliselt lühikese viivitusega (R2, VD1, C7) ja sulgub suhteliselt suure viivitusega (C7, R3, VT1)\
h) kõrgepingelüliti, mis tagab impulsi servad 0,1 MK s kordussagedusel kuni 1 MHz. Algolekus on transistor VT1 avatud ja GT2 suletud. Impulsi ajal avaneb transistor VT1 ja selle kaudu tühjeneb kiiresti koormusmahtuvus 7? n. Diood VD1 takistab läbivoolude voolamist läbi transistoride VT1, VT2\
i) transistoride VT1, GT2 komposiitemitteri järgija on äärmiselt suure vooluvõimendusega. Takisti 7?2 sulgeb transistorid MK väljundis madalal tasemel;
j) transistor VT1 avatud olekus blokeerib transistori VT2. Takisti R1 toimib transistori VT1 kollektorikoormusena ja transistori VT2 baasvoolu piirajana\ l) võimas push-pull kaskaad puhverloogikakiibiga 7)7)7, millel on avatud kollektori väljundid. Kahe MK-liini signaalid peavad olema faasist väljas. Takistid R5, 7?6 piiravad 6-väljundahelaga ühendatud koormuse voolusid; KOHTA
m) koormuse Ln võti, mis on ühendatud negatiivse pingeallikaga. Transistor VT1 toimib emitteri järgijana ja transistor VT2 toimib ühise alusega võimendina. Maksimaalne koormusvool määratakse valemiga / n [mA] = 3,7 / L, [kOhm]. Diood VDJ kaitseb transistori VT2 võimsuse ümberpööramise eest.
n) erineva struktuuriga transistoride lüliti. Takisti R1 määrab koormuse RH voolu, kuid see tuleb hoolikalt valida, et mitte ületada transistori VT2 baasvoolu, kui transistor VT1 on täielikult avatud. Ahel on mõlema transistori ülekandetegurite jaoks kriitiline.
o) sarnane joonisele fig. 2.68, n, kuid transistori VT1 kasutatakse lülitina, mitte muutuva takistusena. Koormusvoolu määrab takisti R4. Takisti R5 piirab transistori VT2 algset käivitusvoolu koormuse RH suure mahtuvusliku komponendiga. Ahel ei ole transistoride ülekandearvude jaoks kriitiline. Kui K72-na kasutatakse KT825 “superba” transistorit, tuleks R4 takistust suurendada 5,1 ... 10 kOhm-ni;
n) praktiline näide kõrgepinge 170 V lülitamisest madala koormusvoolu korral, mille takistus RH on vähemalt 27 kOhm;
p) sarnane joonisele fig. 2,68, n, kuid aktiivse LOW tasemega MK väljundis; KOHTA
Umbes joon. 2.68. Bipolaarsete transistoride kahe transistori lülitite ühendusskeemid (ots):
c) transistorid VT1 ja kT2 töötavad antifaasis. Pinge antakse koormusele Ln läbi transistori VT2 ja dioodi VD1, samas kui transistor VT1 peab olema MK ülemisest väljundist KÕRGE tasemel suletud. Koormustest pinge eemaldamiseks suletakse transistor G72 MK alumisest väljundist kõrgel tasemel, misjärel avaneb transistor VT1 ja dioodi VD2 kaudu tühjendatakse kiiresti koormusmahtuvus. Eeliseks on kõrge jõudlus, võime koormusele kiiresti pinget uuesti rakendada;
t) MK-d varustatakse "kaalutud" ja filtreeritud võimsusega vahemikus 4...4,5 V. Selle tagavad summutav zeneri diood VD1 ja mürasummutuskondensaator C1. MK väljundi kõrgel tasemel on transistorid K77, G72 suletud, madalal tasemel on need avatud. Zeneri dioodi VD1 maksimaalne lubatud vool peab olema selline, et see oleks suurem kui MK voolutarbimise summa, takisti R1 läbiva voolu MK väljundis madalal tasemel ja väliste vooluahelate voolude summa, kui need on ühendatud. MK-le teiste sadamaliinide kaudu;
y) videovõimendi transistoridel VT1 ja VT2, mis on ühendatud Sziklai ahela järgi. See on teatud tüüpi Darlingtoni vooluring, kuid erineva juhtivusega transistoridega. See "paar" võrdub ühe p-p-p struktuuri transistoriga ülikõrge võimendusega L21E. Dioodid VD1, KD2 kaitsevad transistore pingelainete eest, mis tungivad väljastpoolt piki OUT-ahelat Takisti R1 piirab voolu juhusliku lühise korral välise kaugkoormusega 75 oomi.
Raadioelektrooniliste seadmete vooluahelate kavandamisel on sageli soovitav, et transistorid oleksid paremate parameetritega kui raadioelektrooniliste komponentide tootjate pakutavad mudelid (või paremad, kui olemasoleva transistoride valmistamise tehnoloogiaga on võimalik). Seda olukorda tuleb kõige sagedamini kokku integraallülituste projekteerimisel. Tavaliselt vajame suuremat vooluvõimendust h 21, kõrgem sisendtakistuse väärtus h 11 või vähem väljundjuhtivuse väärtust h 22 .
Erinevad komposiittransistoride ahelad võivad transistoride parameetreid parandada. Erineva juhtivusega välja- või bipolaarsetest transistoridest komposiittransistori realiseerimiseks on palju võimalusi, parandades samal ajal selle parameetreid. Kõige levinum on Darlingtoni skeem. Lihtsamal juhul on see kahe sama polaarsusega transistori ühendamine. Näide Darlingtoni vooluringist, mis kasutab npn-transistore, on näidatud joonisel 1.
Ülaltoodud ahel on samaväärne ühe NPN-transistoriga. Selles vooluringis on transistori VT1 emitteri vool transistori VT2 baasvool. Komposiittransistori kollektori voolu määrab peamiselt transistori VT2 vool. Darlingtoni vooluahela peamine eelis on suur vooluvõimendus h 21, mida saab ligikaudselt määratleda tootena h Skeemis on 21 transistorit:
(1)Siiski tuleb meeles pidada, et koefitsient h 21 sõltub üsna tugevalt kollektori voolust. Seetõttu võib transistori VT1 kollektorivoolu madalate väärtuste korral selle väärtus oluliselt väheneda. Näide sõltuvusest h 21 erinevate transistoride kollektorivoolust on näidatud joonisel 2
Nagu nendelt graafikutelt näha, koefitsient h 21e praktiliselt ei muutu ainult kahe transistori puhul: kodumaise KT361V ja välismaise BC846A puhul. Teiste transistoride puhul sõltub vooluvõimendus oluliselt kollektori voolust.
Juhul, kui transistori VT2 baasvool on piisavalt väike, võib transistori VT1 kollektorivool olla ebapiisav vajaliku vooluvõimenduse väärtuse saamiseks h 21. Sel juhul suurendades koefitsienti h 21 ja vastavalt saab komposiittransistori baasvoolu vähendada transistori VT1 kollektorivoolu suurendamisega. Selleks ühendatakse transistori VT2 aluse ja emitteri vahele täiendav takisti, nagu on näidatud joonisel 3.
Näiteks defineerime elemendid BC846A transistoridele monteeritud Darlingtoni vooluringi jaoks. Olgu transistori VT2 vool võrdne 1 mA. Siis on selle baasvool võrdne:
(2)
Selle voolu juures voolu võimendus h 21 langeb järsult ja üldine vooluvõimendus võib olla arvutatust oluliselt väiksem. Suurendades transistori VT1 kollektori voolu takisti abil, saate märkimisväärselt suurendada üldise võimenduse väärtust h 21. Kuna pinge transistori põhjas on konstantne (ränitransistori puhul u be = 0,7 V), siis arvutame Ohmi seaduse järgi:
(3)Sel juhul võime oodata kuni 40 000 voolutugevust Nii tehakse kodumaiseid ja välismaiseid superbetta transistore nagu KT972, KT973 või KT825, TIP41C, TIP42C. Darlingtoni vooluahelat kasutatakse laialdaselt näiteks madalsagedusvõimendite (), operatiivvõimendite ja isegi digitaalsete võimendite väljundfaasides.
Tuleb märkida, et Darlingtoni ahela puuduseks on suurenenud pinge U ke. Kui tavalistes transistorides U ke on 0,2 V, siis komposiittransistoris tõuseb see pinge 0,9 V-ni. Selle põhjuseks on vajadus avada transistor VT1 ja selleks tuleks selle alusele rakendada pinge 0,7 V (kui me arvestame ränitransistore) .
Selle puuduse kõrvaldamiseks töötati välja komplementaarseid transistore kasutav liittransistori skeem. Vene Internetis nimetati seda Siklai skeemiks. See nimi pärineb Tietze ja Schenki raamatust, kuigi sellel skeemil oli varem erinev nimi. Näiteks nõukogude kirjanduses nimetati seda paradoksaalseks paariks. W. E. Heleini ja W. H. Holmesi raamatus nimetatakse komplementaarsetel transistoridel põhinevat liittransistorit valgeks vooluringiks, nii et me nimetame seda lihtsalt liittransistoriks. Komplementaarseid transistore kasutava komposiit-pnp-transistori vooluahel on näidatud joonisel 4.
Täpselt samamoodi moodustatakse NPN-transistor. Komplementaarseid transistore kasutava komposiit-npn-transistori ahel on näidatud joonisel 5.
Viidete loetelus annab esikoha 1974. aastal ilmunud raamat, kuid on RAAMATUID ja muid trükiseid. On põhitõdesid, mis ei vanane pikka aega, ja tohutult palju autoreid, kes lihtsalt kordavad neid põhitõdesid. Sa pead suutma asju selgelt öelda! Kogu oma tööalase karjääri jooksul olen kokku puutunud vähem kui kümne RAAMATUSEGA. Soovitan alati sellest raamatust õppida analoogskeemide disaini.
Viimase faili värskenduse kuupäev: 18.06.2018
Kirjandus:
Koos artikliga "Komposiittransistor (Darlingtoni ahel)" loe:
http://site/Sxemoteh/ShVklTrz/kaskod/
http://site/Sxemoteh/ShVklTrz/OE/
Sarja põhiline loogiline element on JA-EI loogiline element. Joonisel fig. Joonisel 2.3 on näidatud kolme algse NAND TTL elemendi diagrammid. Kõik ahelad sisaldavad kolme põhietappi: transistori sisend VT1, rakendades loogilist JA funktsiooni; faasieraldustransistor VT2 ja push-pull väljundaste.
Joonis 2.3.a. K131 seeria põhielemendi skemaatiline diagramm
K131 seeria loogilise elemendi (joon. 2.3.a) tööpõhimõte on järgmine: madala taseme signaali (0 - 0,4 V) vastuvõtmisel ükskõik millises sisendis on multimi baas-emitteri ristmik. -emittertransistor VT1 on päripingestusega (lukustamata) ja peaaegu kogu takistit R1 läbiv vool on hargnenud maapinnale, mille tulemusena VT2 sulgub ja töötab väljalülitusrežiimis. Takisti R2 läbiv vool küllastab transistori VT3 baasi. Darlingtoni ahela järgi ühendatud transistorid VT3 ja VT4 moodustavad komposiittransistori, mis on emitteri järgija. See toimib väljundastmena signaali võimsuse võimendamiseks. Ahela väljundis genereeritakse kõrge loogikataseme signaal.
Kui kõikidele sisenditele antakse kõrgetasemeline signaal, on mitme emitteriga transistori VT1 baas-emitteri ristmik suletud režiimis. Takisti R1 läbiv vool küllastab transistori VT1 baasi, mille tulemusena transistor VT5 lukustatakse lahti ja ahela väljundisse seatakse loogiline nulltase.
Kuna lülitamise hetkel on transistorid VT4 ja VT5 avatud ja nende kaudu voolab suur vool, siis sisestatakse ahelasse piirav takisti R5.
VT2, R2 ja R3 moodustavad faaside eraldamise kaskaadi. Väljund n-p-n transistorid on vaja ükshaaval sisse lülitada. Kaskaadil on kaks väljundit: kollektor ja emitter, mille signaalid on antifaasilised.
Dioodid VD1 - VD3 kaitsevad negatiivsete impulsside eest.
Joonis 2.3.b, c. K155 ja K134 seeria põhielementide skemaatilised diagrammid
K155 ja K134 seeria mikroskeemides on väljundaste ehitatud mittekomposiitreiiterile (ainult transistor VT3) ja küllastustransistor VT5 tasemenihke dioodi kasutuselevõtuga VD4(Joon. 2.3, b, c). Viimased kaks etappi moodustavad keeruka inverteri, mis rakendab loogilist EI-operatsiooni. Kui võtate kasutusele kaks faasieraldusastet, rakendatakse funktsioon VÕI-EI.
Joonisel fig. 2.3 ja näitab K131 seeria põhilist loogilist elementi (välismaa analoog - 74N). K155 seeria põhielement (välismaa analoog - 74) on näidatud joonisel fig. 2.3, b, a joonisel fig. 2.3, c - seeria K134 element (välismaa analoog - 74L). Nüüd pole neid seeriaid praktiliselt välja töötatud.
Esialgse arenduse TTL mikroskeeme hakati aktiivselt asendama TTLSh mikroskeemidega, mille sisestruktuuris on Schottky tõkkega ristmikud. Schottky-siirdetransistor (Schottky transistor) põhineb küllastumata transistorlüliti tuntud ahelal (joonis 2.4.a).
Joonis 2.4. Schottky üleminekuga struktuuri saamise põhimõtte selgitus:
a - küllastumata transistori lüliti; b - Schottky dioodiga transistor; c - Schottky transistori sümbol.
Transistori küllastumise vältimiseks ühendatakse kollektori ja aluse vahele diood. Transistori küllastuse kõrvaldamiseks pakkus tagasisidedioodi kasutamist esmalt välja B. N. Kononov. Kuid sel juhul võib see tõusta 1 V-ni. Ideaalne diood on Schottky barjääridiood. See on kontakt, mis on moodustatud metalli ja kergelt legeeritud n-pooljuhi vahel. Metallis on ainult osa elektronidest vabad (need, mis asuvad väljaspool valentsustsooni). Pooljuhis eksisteerivad vabad elektronid juhtivuse piiril, mis tekib lisandite aatomite lisamisel. Eelpinge puudumisel on tõket mõlemalt poolt läbivate elektronide arv sama, st voolu puudub. Kui elektronid on ettepoole kallutatud, on neil energiat potentsiaalse barjääri ületamiseks ja metalli sisenemiseks. Eelpinge suurenedes tõkke laius väheneb ja pärivool suureneb kiiresti.
Pöördpingestamise korral vajavad pooljuhi elektronid potentsiaalse barjääri ületamiseks rohkem energiat. Metallis olevate elektronide puhul ei sõltu potentsiaalbarjäär nihkepingest, seega liigub väike vastupidine vool, mis jääb praktiliselt konstantseks kuni laviini purunemiseni.
Schottky dioodide voolu määravad enamuskandjad, seega on see sama pärisuunalise nihke korral suurem ja seetõttu on Schottky dioodi päripinge langus antud voolu juures väiksem kui tavapärase p-n-siirde korral. Seega on Schottky dioodi avanemislävipinge suurusjärgus (0,2–0,3) V, erinevalt tavapärase ränidioodi lävipingest 0,7 V, ja see vähendab oluliselt pooljuhi vähemuskandjate eluiga.
Joonisel fig. 2.4, b transistor VT1 küllastumist hoiab ära Shatky diood madala avanemislävega (0,2...0,3) V, nii et pinge tõuseb veidi võrreldes küllastunud transistoriga VT1. Joonisel fig. 2.4, c näitab "Schottky transistoriga" vooluahelat. Schottky transistoride põhjal valmistati kahe peamise TTLSh-seeria mikroskeemid (joon. 2.5)
Joonisel fig. 2.5 ja näitab K531-seeria mikroskeemide (välismaise analoog - 74S) alusena kasutatava kiire loogikaelemendi skeemi (S on saksa füüsiku Schottky perekonnanime algustäht). Selles elemendis on transistoril tehtud faasieralduskaskaadi emitteri ahel VT2, voolugeneraator on sisse lülitatud - transistor VT6 takistitega R4 Ja R5. See võimaldab teil suurendada loogikaelemendi jõudlust. Muidu on see loogiline element sarnane K131 seeria põhielemendiga. Schottky transistoride kasutuselevõtt võimaldas aga vähendada tzd.r kahekordistunud.
Joonisel fig. 2.5, b näitab K555 seeria loogilise põhielemendi skeemi (välismaa analoog - 74LS). Selles vooluringis kasutatakse mitme emitteriga transistori asemel sisendis Schottky dioodide maatriksit. Shatky dioodide kasutuselevõtt välistab liigsete baaslaengute kogunemise, mis suurendab transistori väljalülitusaega ja tagab lülitusaja stabiilsuse temperatuurivahemikus.
Väljundastme õlavarre takisti R6 loob transistori põhjas vajaliku pinge VT3 selle avamiseks. Voolutarbimise vähendamiseks, kui värav on suletud (), takisti R6ühendage mitte ühise siiniga, vaid elemendi väljundiga.
Diood VD7, ühendatud järjestikku R6 ja paralleelselt faasieralduskaskaadi kollektori koormustakistiga R2, võimaldab teil vähendada ahela sisselülitamise viivitust, kasutades osa koormusmahtuvuses salvestatud energiast transistori kollektori voolu suurendamiseks VT1üleminekurežiimis.
Transistor VT3 on rakendatud ilma Schottky dioodideta, kuna see töötab aktiivses režiimis (emitteri järgija).
