Порогового устройства

Пороговое напряжение, т. е. напряжение ?/Бэ, при котором начинается резкое нарастание коллекторного тока, — это важная величина. Для кремниевых транзисторов при больших токах эмиттера и температуре-300 К i/вэ ^ 0,7 В. Изменение температуры вызывает изменение порогового напряжения с отрицательным градиентом 2,2. ..2,4 мВ/К (см. 1,3, 6). Эта величина типична для любых кремниевых транзисторных и диодных структур.

Величина порогового напряжения (/„ сильно зависит от чистоты поверхности полупроводникового материала. Необходимо также, чтобы диэлектрик не содержал ионных загрязнений ,так как это влияет на стабильность t/n. Типичные значения Un лежат в пределах 3 ... 5 В при. толщине окисного слоя 0,15 . . . 0,2 мкм.

тока микросхемы. Это падение напряжения должно быть меньше порогового напряжения С/порсх. Тогда при высоком уровне напряжения [/„ на входе / микросхемы Э2 на ее выходе создается низкий уровень напряжения UBb!x2=--U®MK (логический нуль).

Для получения порогового напряжения Unop откладывают по вертикальной оси М значение интегральной вероятности Мпор и, проведя горизонтальную прямую до пересечения с интегральной кривой, находят Unop.

поля оказывает существенное влияние на концентрацию свободных электронов в приграничной области структуры. По аналогии с рассмотренными ранее случаями подача отрицательного напряжения на затвор вызывает обеднение канала вследствие отталкивания электрическим полем электронов в подложку. Более того, при некотором значении порогового напряжения ток стока почти прекращается, иначе говоря, наступает отсечка тока.

Сокращение числа операций и снижение линейных размеров кристаллов достигается при изготовлении полевых транзисторов. Традиционными методами можно получить МОП-структуры с металлическим затвором и каналом п - или р-типа (при толщине окисной пленки до 100 мкм) ,а также МНОП-структуры с двухслойным диэлектриком. Дополнительный слой нитрида кремния (Н) толщиной 10—20 мкм при снижении толщины основного окисного слоя в два раза обусловливает уменьшение порогового напряжения.

ние условия 1/вх < 1/вх . Зависимость {/Бых = /(^вх) Д™я различных схем триггеров может отличаться уровнем порогового напряжения и величиной t/BbIX-

Уровень порогового напряжения можно изменять (t/nop 'Ф 0), если последовательно с резистором (см. 6.7, а) или диодом (см. 6.7, в) включить дополнительно источник смещения Есм.

Помимо деления и счета числа импульсов триггеры на цифровых элементах широко используют в качестве элементов памяти, запоминающих информацию в виде двоичных чисел, устройств для сравнения двух напряжений (если на вход триггера подать изменяющийся уровень напряжения, то триггер сработает, выдавая сигнал на выходе, при достижении этим напряжением некоторого порогового напряжения (/пор) и др.

ле приложения к затвору потенциала, большего порогового напряжения, называются транзисторами с индуцированным каналом.

Существуют МДП-транзисторы с встроенным каналом в виде тонкого приповерхностного слоя, который обычно изготовляют методами ионного легирования. Проводимость встроенного канала модулируется при обеих полярностях напряжения на затворе. Поскольку в таких транзисторах канал существует при нулевых напряжениях на затворе, значение порогового напряжения для них теряет смысл. Для транзисторов с встроенным каналом вместо порогового напряжения вводят параметр — напряжение отсечки. Это напряжение, при котором равновесные электроны уходят из встроенного канала, в результате чего цепь исток — сток разрывается. В дальнейшем рассматриваются только транзисторы с индуцированным /i-кана-лом как наиболее распространенные.

Одна из основных областей применения триггера Шмитта — формирование на- %/х пряжения прямоугольной формы из входного напряжения произвольной формы ( 8.50). Триггер Шмитта используют также в качестве порогового устройства для регистрации превышения входным напряжением порогового значения UBKJI (или ?/выкл).

Детектор для преобразования ШИМ колебания в сигналы постоянного тока, используемый, например, в аппаратуре ТТ-12 ( 3.12), состоит из фильтра нижних частот (ФНЧ) и порогового устройства (ПУ). Порог срабатывания ПУ устанавливается потенциометром R1. Если уровень сигнала постоянного тока на выходе ФНЧ будет выше порога срабатывания, то на выходе ПУ формируется сигнал постоянного тока, соответствующий характеристической частоте /Ниж; если уровень сигнала ниже порога срабатывания, формируется сигнал, соответствующий частоте ^верх- Снимаемые с выхода ПУ сигналы прямоугольной формы управляют работой выходного устройства ВУ ( 3.13). При поступлении на вход 3.13. Принципиальная схема вы- отрицательного сигнала тран-ходного устройства зистор 77 (п-р-п) закрыт. Тран-

Линейный усилитель. Линейный усилитель ( 6.7) приема — четырехкаскадный, с трансформаторным выходом, емкостной связью между двумя первыми каскадами и непосредственными связями между остальными. Первые три каскада собраны по схеме с общим эмиттером, четвертый, выходной — с общим коллектором, что повышает нагрузочную способность усилителя. Каскады имеют местные отрицательные обратные связи по постоянному и переменному токам (R5,R6,C2,
6.8. Схема порогового устройства аппаратуры ТВУ-12

Выходной каскад, собранный по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе Т6, осуществляет согласование выхода порогового устройства со входом последующей части схемы. Гнезда «Вх. ПУ» и «Вых. ПУ» предназначены для контроля сигнала на входе и выходе порогового устройства соответственно.

Питание порогового устройства осуществляется стабилизированными напряжениями —16 В (через развязывающий фильтр Rll, C1) и +3 В.

Устройство восстановления временных интервалов. Устройство ( б.Юа) состоит из двух трактов с общими входами и раздельными выходами. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на 6.106. На вход / поступает сигнал с выхода порогового устройства (диаграмма /), а на вход 2 — последовательность импульсов, вырабатываемая

Пороговое устройство аппаратуры ДАТА аналогично пороговому устройству аппаратуры ТВУ-12 (см. 6.8). Питание порогового устройства осуществляется стабилизированным напряжением +7 В. Питание исигна-л и з а ц и я. Питание схем оконечных полукомплектов осуществляется постоянными .стабилизированными напряжениями + 7, +27 и —27 В, а также постоянным нестабилизированным напряжением —7 В, вырабатываемым блоками питания. Питание схем станционных полукомплектов осуществляется постоянным стабилизированным напряжением + 7 В, а также постоянными нестабилизированными напряжениями —7, +27 и •—27 В, вырабатываемыми преобразователем напряжения, входящим в состав ДАТА-3-БС и ДАТА-6-БС. Преобразователь работает от постоянного напряжения —24 В, подаваемого с общестативного блока питания.

где At — смещение момента срабатывания порогового устройства; /н — время нарастания переходного процесса (процесс установления частоты); Af — девиация частоты в канале ЧМ; df — величина сдвига частот.

2.20. Факсимильный сигнал на входе и выходе порогового устройства при передаче двухградационных изображений.

ЧМГ генерирует последовательность импульсов постоянной скважности, частота повторения которых меняется в зависимости от уровня модулирующего сигнала U (t). Двухуровневый ЛС затем проходит через стандартные оптические модули ОПд, ОПр и ОВ. В ЧД сначала с помощью усилителя-ограничителя (порогового устройства) производится регенерация ЛС, а после формирователя импульсов (например, ждущего мультивибратора) образуется импульсная последовательность переменной частоты, но постоянной длительности т. Пропуская такую последовательность через фильтр нижних частот, получаем ТВ сигнал U (/). Достоинства описанной системы — простота, малые габариты блоков ЧМГ и ЧД, возможность использования серийных малогабаритных оптических модулей с оптическими разъемами, разработанных для цифровых систем связи [19].