Коллекторах транзисторов

Схемы с открытым коллектором позволяют объединить их выходы (коллекторы транзисторов УТ2) путем подключения выходных выводов к источнику питания Ек через общий нагрузочный резистор. Такая операция называется проводным ИЛИ.

В описанных логических элементах входные сигналы подаются на коллекторы транзисторов Г2, Т3, Tt, которые можно рассматривать как элементы входной логики. Следовательно, данное схемотехническое решение можно отнести к классу ТТЛ. Следует отметить, что со схемотехнической точки зрения данные логические элементы, кроме больших функциональных возможностей, не имеет других преимуществ. Однако преимущества таких схем, как будет показано в гл. 3, заключаются в возможности реализации в виде компактной и технологической функционально-интегрированной структуры.

Так как в схеме коллекторы транзисторов Тг и Т3 соединены с коллекторами Тг и Г4, то /ВЫХ1 = /i+/3; /Вых2= / Поэтому коэффициент усиления данного каскада

Таким образом, в результате программирования в накопителе между некоторыми словарными и разрядными шинами размещены два встречно включенных диода, что соответствует записи «О», а между остальными шинами — один запоминающий элемент /, что соответствует записи «1». На 4.12 приведена схема фрагмента накопителя, в котором запоминающим элементом является транзистор /, а программируемым — диод 2. В данном накопителе программирование осуществляется следующим образом. Если на коллекторы транзисторов / подать напряжение питания и при выборе какой-либо строки / на базы транзисторов будет подано напряжение, отпирающее транзисторы данной строки, а на одну из разрядных шин г — напряжение, запирающее диод 2 (ij), то при определенном напряжении произойдет короткое замыкание диода 2 и эмиттер транзистора 1 окажется подключенным к i-разрядной шине. Таким образом в запоминающем элементе будет записана логическая «1», а в остальных — «О». Рассмотренные способы записи информации являются общими для всех ППЗУ с электрической записью информации.

Упрощенная схема двухвходового элемента И-НЕ типа И2 Л, к выходу которого подключен вход следующего элемента, показана на 97, а. Выходом этого элемента является точка А (соединение коллекторов транзисторов VT1 и VT2). Когда на входы XI \лХ2 подан низкий уровень — логический 0, токи, вырабатываемые генераторами тока G7 и G2 в цепях баз транзисторов VT1 и VT2, поступают к источникам напряжения низкого уровня и эти транзисторы закрыты, а на выходе элемента (коллекторы транзисторов VT1, VT2) появляется высокий уровень — логическая 1. Если хотя бы на одном из входов уровень напряжения высокий — логическая 1, открывается соответствующий транзистор и уровень напряжения на выходе становится низким — логический 0.

Запуск триггера можно осуществлять и при подаче запускающих импульсов на коллекторы транзисторов. Такой запуск осуществляется через диоды Д5 и Д6 (см. 132). Запускающий импульс положительной полярности поступает на коллекторы обоих транзисторов, затем через делитель Rl, R2 попадает на базы транзисторов. На открытый транзистор он не окажет никакого воздействия, а закрытый транзистор откроет. Это вызовет лавинообразный процесс опрокидывания триггера. На коллекторе открывшегося транзистора произойдет положительный перепад напряжения, который через цепочку положительной обратной связи попадет на базу открытого транзистора и запрет его.

Для выполнения триггера вовсе не обязательно применять операционный усилитель, в простейшем случае вполне достаточно иметь двухкаскадный усилитель с гальванической связью между каскадами и соединением выхода со входом (т. е. охватом усилителя 100 %-ной положительной обратной связью). Для облегчения узнавания триггера в составе радиоэлектронных схем его принято изображать в симметричном виде ( 85, а), как и в случае симметричного мультивибратора (см. 81, в, г). Однако, если в мультивибраторе межкаскадная связь выполнена на конденсаторах, обеспечивающих два неустойчивых (временных) состояния равновесия, то в триггере связь между каскадами непосредственная. Это приводит к тому, что триггер имеет два устойчивых, независимых от времени состояния равновесия. В принципе триггер — полностью симметричная схема, все элементы которой попарно симметричны. Однако на практике хотя бы один из элементов несколько отличен от ему подобного. Вследствие этого система оказывается несимметричной: через один из транзисторов, например VTI, начинает протекать чуть больший ток, чем через транзистор VT2, и поэтому напряжение коллектор — эмиттер транзистора VT1 оказывается меньше, чем транзистора VT2. Но коллекторы транзисторов соединены перекрестно с базами: коллекторное напряжение одного транзистора подается в отпирающей полярности на базу другого. Поэтому на базу VT2 с коллектора VT1 подается меньшее напряжение, чем на базу VT1 и, следовательно, VT2 отпирается меньше, чем VT1. Это, естественно, приводит к еще большему усугублению несимметрии: ток через VТ1 еще больше возрастает, а через VT2 — еще больше уменьшается. Этот процесс, обусловленный действием положительной обратной связи в системе, протекает очень быстро, лавинообразно, и в конечном итоге приводит к полному отпиранию транзистора VT1 — переводу его в режим насыщения, в котором ток через транзистор максимален, а падение напряжения на участке коллектор — эмиттер минимально и для кремниевых транзисторов не превышает 0,2— 0,3 В. При этом транзистор VT2 оказывается полностью запертым, ибо для того, чтобы через кремниевый транзистор протекал ток, на его базу необходимо подавать напряжение не менее 0,5—

называют совмещенными транзисторными ключами или многоколлекторными логическими схемами, что отражает в названии главный принцип построения И2Л схем. Эмиттеры транзисторов VT2 и VT4 подключены к шине земли, эмиттеры транзисторов VT1 и VT3 питаются от одного общего резистора R. Только коллекторы транзисторов разделены. Особенность схемы — совмещение одним элементом нескольких функций: резистор К задает ток базового смещения для транзисторов VT2 и VT4 и одновременно служит источником тока эмиттерных цепей транзисторов VT1 и VT3. Транзисторы VT1 и VT3 инжектируют ток в базы транзисторов VT2 и VT4, поэтому схемы называют схемами с инжекторным питанием.

В качестве примера рассмотрим элемент, эквивалентная схема которого представлена на 9.20, а. Он содержит два транзистора с перекрестными связями, образующих триггер (/Cu, /C2i — первые коллекторы транзисторов VT1, VT2). Эмиттеры соединены с шиной строки, а вторые коллекторы /С12, и /C22 (управляющие) — с шинами

При переменном токе коллекторы транзисторов трансформаторного и бестрансформаторного двухтактных оконечных каскадов включаются таким образом, что токи коллекторов транзисторов г^ и i"K протекают через сопротивление нагрузки RH навстречу друг другу. Падение напряжения на нагрузке в каскадах обоих видов определяется разностью коллекторных токов.

Накопитель содержит 210 транзисторов (элементов памяти), образующих 32 строки и 32 столбца. Коллекторы транзисторов накопителя подключены к источнику питания (для упрощения рисунка эти цепи, соединяющие коллекторы транзисторов с источником питания, не показаны). В цепь эмиттера каждого транзистора включена плавкая перемычка (на рисунке перемычки показаны кружками). Перемычка изготовляется из нихрома, поликремния или титаната вольфрама и имеет сопротивление в несколько десятков ом. При программировании для пережигания перемычки достаточно через транзистор пропустить импульс тока 20 ... 30 мА длительностью порядка 1 мс. При работе в режиме чтения токи в транзисторах накопителя существенно меньше,

За счет действия t/Bxl транзистор VTt приоткрывается и ток его эмиттера получает положительное приращение А/э1, а за счет действия [/Вх2 транзистор VT2 призакрывается и ток его эмиттера получает отрицательное приращение — А/э2. В результате приращение тока в цепк резистора R3 будет Л/Яэ = = А/э1 — Д/э2. Если общие плечи ДУ идеально симметричны, то Д/Яэ=0 и, следовательно, ООС для дифференциального сигнала отсутствует. Это обстоятельство позволяет получать от каждого каскада ОЭ в рассматриваемом усилителе, а следовательно, и от всего ДУ большое усиление. Так как для дифференциального входного сигнала в любой момент времени напряжения на коллекторах транзисторов VT1 и VT2 будут находиться в противофазе, то на нагрузке происходит выделение удвоенного выходного сигнала. Итак, резистор R3 образует ООС только для синфазного сигнала.

Если на коллекторах транзисторов VTl и VT2 одновременно действует высокий уровень напряжения (К7\ и VT2 закрыты), то через базу нагрузочного транзистора УТЪ протекает инжекционный ток /кн. На его коллекторе устанавливается низкий уровень напряжения.

Если напряжение, например, на Вх1 увеличить на At/BX, то изменится распределение токов: l^j возрастет на некоторую величину A//t/, а //(2 уменьшится на такую же величину A//t2< так как суммарный ток, протекающий через оба транзистора, задаваемый генератором тока, остается неизменным. Соответственно напряжения на коллекторах транзисторов (на выходах схемы) изменятся на одинаковые величины — на коллекторе VT1 уменьшится, а на коллекторе VT2 возрастет: появится выходное напряжение, пропорциональное входному. Входы и выходы ДУ на 78, а называют дифференциальными (разностными).

Разность потребляемой и полезной мощностей выделяется в виде тепла на коллекторах транзисторов: Рк = РПОт~^пол- При большой мощности Рк используют радиаторы для отвода избыточного тепла, которое не могут рассеивать транзисторы непосредственно .

Какими параметрами схемы симметричного мультивибратора определяется длительность импульсов на коллекторах транзисторов?

устойчивость. Последняя пропорциональна разности напряжений на коллекторах транзисторов VT1 , VT2. Для обеспечения работоспособности достаточно выполнить условие насыщения одного из транзисторов /Бэ > s/^Hac, где /Б =

:= Wu.n - ^БэУ*: 7киас = (U*.n ~ */кэв«с )/Я; s>l - требуемая степень насыщения. Значение s = 1 соответствует границе насыщения, т. е. границе работоспособности, когда разность напряжений на коллекторах транзисторов и помехоустойчивость стремятся к нулю. Условие насыщения приводит к ограничению: l/й п > t/вэР^Р — s'- Для обеспечения приемлемой помехоустойчивости около 0,1 В достаточно иметь s <; 1,01. Однако выбирать U'w n, ориентируясь на значение s, столь близкое к единице, на практике нельзя, так как незначительное отклонение U'H п или Р может привести к потере работоспособности. Так как Р ^> 1 , то U'H п > ^5Э' практически допустимо U'w п = 0.8...1 В. При этом реальная степень насыщения s ^> 1 , особенно при повышенной температуре.

Какими параметрами схемы симметричного мультивибратора определяется длительность импульсов на коллекторах транзисторов?

22. Неверно. Для правильного ответа необходимо рассчитать входное сопротивление во всех положен! ях переключателя. 23. Правильно. 24. Неверно. Читайте консультацию № 34. 25. Неверно. Эта работа на пределе. Необходимо, чтобы Um~> U,. 26. Неверно. Читайте консультацию № 12. 27. Вл-miiie Loc весьма мало и практически не учитывается. 28. Неверно. Максимальному пределу соответствует положение 3, когда часть напряжения необходимо погасить на У?]д и /?од. 29. Прави/ънс. Пояснения в консультации № 12. 30. Неверно. Читайте консультацию № 53. 31. Неверно. Ведь нестабильность частоты будет о;начать, что одному и тому же значению измеряемой величины ссотв:тствует различное количество импульсов, проходящих на счетчик. 32. Правильно. 33. Неверно. Во время перезарядки Ci заперт транзистор Ту, и наоборот. Следовательно, Г2> Г]. 34. Правильно, так как постоянная времени перезарядки ra = RaC должна быть больше постоянной времени зарядки т3 = /?кС 35. Неверно. Ведь интервал времени 0 — ti меньше, чем иптвервал 1\—1г, но в момент t\ луч должен оказаться в середине экрана. В это время напряжение %у> 0; следовательно, положительный полупериод затягивается. 36. Правильно. 37. Неверно. Соотношение между R\ и R? определяет режим работы каскада и не оказывает существенного влияния на условия самовозбуждения. 38. Неверно. Если t/,;> U3an, то при всех значениях С/х показания приборов будут неизменны. 39. Правильно. Убедитесь в этом с помощью расчета. 40. Правильно. 41. Неверно. Читайте консультацию № 36. 42. Грубая ошибка. При таком соотношении все значения U,> Um будут измеряться с ошибкой тем большей, чем больше разность Ut—Um. 43. Правильно. 44. Неверно. Изучите внимательно материал параграфа. 45. Правильно. 46. Правильно. Поэтому работа такого генератора стабилизирована кварцевой пластиной. 47. Правильно. 48. Неверно. Для того чтобы между Ux и показаниями приборов была функциональная связь, необходимо, чтобы Ux<.U3an. 49. Неверно. Читайте консультацию № 11 50. Неверно. Так было бы, если бы ихх= (Ушсозш<. 51. Правильно. 52. Правильно. 53. Неверно. При таком соотношении выходное напряжение будет изменяться по экс юненте. 54. Неверно. Изменение RK приводит к изменению длительности зарядки С\ и Сг, а этот параметр не влияет на длительность импульсов на коллекторах транзисторов. 55. Неверно. Такая стабилизация ничего не дает 56. Неверно. В схеме на 20.6 это никак не влияет на работу генератора. 57. Неверно. Читайте консультацию № 22. 58. Неверно. Важно, чтобы общий сдвиг фаз между коллекторным и базовым напряжением составил 1ЯО° 59. Правильно. 60. Неверно. Читайте консультацию № 72. 61. Правильно. 62. Неверно, Читайте консультатцию № 17 63. Прав?льно. 64. Неверно. Какой бы малой ни была частота, каждое звено пепи RC обеспечивает сдвиг по фазе менее 90 ° 63. Правильнс. Пояснения в консультации № 28. 66. Правильно. 67. Неверно. Читайте консультацию № 104. 68. Неверно. В этой области электроны еще разгоняются. 69. Грубая ошибка. Читайте консультацию № 15. 70. Правильно. 71. Правильно, так как каждое звено обеспеччвает сдвиг по фазе менее 90 ° 72. Неверно. Конденсатор Сэ блокирует переменную составляющую на /?э и тем самым устраняет отрицательную обратную связь по переменному току. 73. Неверно. Ведь С\ перезаряжается и напряжение на нем приближается к нулю, а С2 заряжен до напряжения + Ек. 74. Неверно. Читайте консультацию № 58. 75. Неверно. В этой области электроны движутся по инерции. 76. Правильно.

жение составляет лишь часть амплитуды запускающего импульса, а поскольку при запуске по базам эта амплитуда невелика, то Д'дб'тзад« \Е\. По второму закону Кирхгофа напряжения на коллекторах транзисторов в течение длительности запускающего импульса

uK2 % 0. При лавинообразном процессе напряжение на конденсаторах не изменяется. Таким образом, они представляют собой короткозамкну-тые участки цепи, т. е. шунтируют резисторы Kj и R2. Поэтому скачки напряжения на коллекторе одного транзистора почти полностью прикладываются к базе другого транзистора. Если бы не было конденсаторов, часть напряжения скачков падала бы на резисторах Rt и R2 и токи базы, коллектора, а соответственно, и скачки напряжения были бы меньше, а процесс - более длительным. На 20.4, б показаны входные импульсы «ВХ и мвх2 и напряжения иК1 и иК2 на коллекторах транзисторов TI и Т2. Амплитуда выходного импульса равна перепаду напряжения на коллекторе при переходе триггера из одного устойчивого состояния в другое. Когда транзистор открыт, напряжение на его коллекторе мК1от « 0; когда транзистор закрыт, «К1зак ж — Ек, Таким образом, амплитуда выходного импульса будет равна примерно Ек.