Транзистором включенным

а — элементы И, ИЛИ, НЕ; б — функциональная .схема элемента И — НЕ; в — принципиальная электрическая схема И — НЕ транзисторно-транзисторной логики; г — принципиальная электрическая схема элемента И — НЕ на МОП-транзисторах; •? — условное обозначение элемента И — НЕ; е — функциональная схема элемента И — ИЛИ — НЕ; ж — условное обозначение элемента И — ИЛИ — НЕ

Основные, наиболее часто употребляемые типы интегральных элементов — это потенциальные элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), потенциальные элементы транзисторной логики с эмиттерными связями (ЭСЛ) и элементы, на МОП-транзисторах.

Логические элементы. Логические элементы в отличие от аналоговых устройств (усилителей и др.), рассмотренных в предыдущих лабораторных работах, допускают в качестве значений входных и выходных напряжений лишь два уровня: «высокий» и «низкий». Как правило, «высокий» уровень напряжения соответствует логической «1», а «низкий» — логическому «О». В транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ) напряжение логического

Базовые элементы транзисторно-транзисторной логики.

На 1.31 приведена модификация элемента ТТЛ со сложным инвертором. Данная схема предназначена для увеличения помехоустойчивости, коэффициента разветвле-ления и быстродействия при работе на большую емкостную нагрузку. Инвертор состоит из фа-зорасщепляющего каскада на транзисторе 7\ и резисторах Я2, Кз и выходного каскада на транзисторах Г„ Т3, резисторе Ra и диоде Дг. Ф азорасщеп ител ьный каскад осуществляет противофазное переключение транзисторов выходного каскада. Особенность работы схемы заключается в следующем. Если транзистор 7\ закрыт, то на его эмиттере потенциал равен нулю и транзистор Т2 закрыт. Через Т3 на выход схемы подается высокий уровень напряжения l/v Выход схемы в этом (единичном) состоянии является низкоомным и обладает высокой нагрузочной способностью. Если транзистор 7\ открыт, то транзистор Тг открывается и начинает работать в режиме насыщения. На выходе элемента устанавливается низкое напряжение U0. Чтобы предотвратить открытие транзистора Т3 при напряжении на выходе, равном U0, в схему вводят диод Дг. В момент переключения схемы из единичного в нулевое состояние на некоторое время открываются оба транзистора Tz и Т3. Для ограничения насыщения выходного транзистора шунтируют его коллекторный переход диодом Шотки. Этот схемотехнический прием был впервые использован в ТТЛ. Такая модификация ТТЛ получила название транзисторно-транзисторной логики Шотки (ТТЛШ).

7. ЭЛЕМЕНТЫ ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНОЙ ЛОГИКИ

6. Элементы диодно-транзисторной логики........... 122

7. Элементы транзисторно-транзисторной логики........ 123

§ 6.4. ИМС ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНОЙ ЛОГИКИ

Схемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) наиболее широко применяются в цифровой технике. Это объясняется тем, что микросхемы ТТЛ отличаются высоким быстродействием и малой потребляемой мощностью.

§ 6.4. ИМС транзисторно-транзисторной логики........ 270

Для повышения стабильности работы усилительного каскада иногда используют термокомпенсацию. Принципиальная схема одного из таких каскадов ОЭ приведена на 3.12. Здесь в цепь базы транзистора включен прямосмещенный диод, ТКН которого равен ТКН эмиттерного перехода транзистора. При изменении температуры напряжение ?/6эо и напряжение на диоде будут меняться одинаково, в результате чего ток /бо останется постоянным. Применение этого метода эффективно в каскадах на кремниевых транзисторах, где, как указывалось выше, основную нестабильность порождает A(/630-В ИМС диод заменяется транзистором, включенным по схеме 2.28, б или в. При этом реализуется наилучшая термокомпенсация, поскольку оба транзистора выполняются на одном кристалле кремния в едином технологическом цикле и, естественно,

8.7. На примере n-p-n-транзистора объясните принцип его действия. Что случится с транзистором, включенным в усилительный каскад, если его базу закоротить с эмиттером?

Входная динамическая характеристика — это зависимость /вх = /(t/BJ в динамическом режиме. Для схемы усилителя с транзистором, включенным по схеме с ОЭ, — это зависимость /Б =/((/Б). Графически ее строят путем переноса точек пересечения нагрузкой прямой со статическими выходными характеристиками на семейство входных статических характеристик. Поскольку входные статические характеристики для разных значений UK отличаются очень незначительно, обычно в качестве динамической входной характеристики используют усредненную входную статическую характеристику (кривая 1 на 18.10,6). Проходная динамическая характеристика - это зависимость [/вых = или /вых =/(/вх) в динамическом режиме. Для усилителя

с транзистором, включенным по схеме с ОЭ, — это зависимость /к = = /(1/Б) или /к =/(/Б)- Вид проходной характеристики /к =/(/Б) показан на 18.10, а (кривая 2).

При управлении мощным МДП-транзистором, включенным по схеме с общим стоком, в целях повышения напряжения затвор—исток вводят форсирующие емкостные цепи. Принцип действия такой форсирующей цепи рассмотрим на примере 4.34: пусть на выходе ИМС низкий уровень выходного напряжения, мощный МДП-транзистор закрыт, конденсатор Сфпр заряжен до напряжения питания Е. Резистор R ограничивает ток, потребляемый на выходе ИС от источника питания Е. Когда выходное напряжение ИС возрастает, мощный МДП-транзистор открывается и между истоком и затвором прикладывается напряжение конденсатора Uc —E; в результате включение транзистора обеспечивается высоким напряжением Е и сопротивление открытого мощного МДП-транзистора быстро снижается до минимального значения. Длительность поддержания форсирующего напряжения определяется сопротивлением закрытого диода VD, через который разряжается форсирующий конденсатор Сф0р во время открытого состояния МДП-

Ждущий блокинг-генератор с транзистором, включенным по схеме с общим коллектором, показан на 5.122, а. Такую схему часто применяют при использовании в ней мощных транзисторов, у которых в соответствии с принятым конструктивным оформлением коллектор соединен с корпусом —теплоотводом и в схеме заземляется. В промежутке между выходными импульсами, как и в ранее рассмотренных схемах, транзистор заперт, при формировании выходного импульса открыт. Однако в рассматриваемой схеме транзистор может быть открыт только в том случае, когда напряжение на его базе отрицательнее напряжения на его

используются эмиттерные повторители, располагаемые перед каждым транзистором, включенным по схеме ОЭ или ОБ, т. е. по сути дела, используются составные транзисторы, иногда и более сложные, чем ОК—ОЭ или ОК—ОБ, например вида ОК—ОК—ОБ, позволяющие получить ширину полосы пропускаемых частот до (0,5-0,6) !т.

В каскаде усиления с транзистором, включенным с ОК ( 108,а), входной сигнал L/вх поступает на базу по отношению к корпусу, с которым через малое сопротивление источника питания ?У по переменному току соединен коллектор. Выходной сигнал снимается с

Входная динамическая характеристика - это зависимость !BX=f(UBX) в динамическом режиме. Для схемы усилителя с транзистором, включенным по схеме с ОЭ - это зависимость 1Б = f(UE). Графически ее строят путем переноса точек пересечения нагрузкой прямой со статическими выходными характеристиками на семейство входных статических характеристик. Поскольку входные статические характеристики для разных значений UK отличаются очень незначительно, обычно в качестве динамической входной характеристики используют усредненную входную статическую характеристику (кривая 1 на 2.10, б).

^Bbix = f(^Bx) или 1вых~/(1вх} в динамическом режиме. Для усилителя с транзистором, включенным по схеме с ОЭ, - это зависимость JK~f(UB) или IK-f(Is). Вид проходной характеристики IK = f(IE) показан на 2.10, а {кривая 2).

транзистора. Если эквивалентную схему структуры дополнить паразитным п-р-л-транзистором, включенным параллельно управляющему МДП-транзисто-ру, получим вариант, имеющий большое сходство с эквивалентной схемой 1GBT

характеристики транзистора Т^ и, следовательно, усиление каскада ОБ. Коэффициент передачи каскада с транзистором, включенным по схеме ОК. почти не изменяется, так как крутизна его характеристики не может возрасти более чем в 2 раза, в то время как крутизна второго каскада падает неограниченно. СЮщий коэффициент усиления при регулировке может изменяться в 1000— 2000 раз при изменении напряжения на базе транзистора Tf на. 100—200 мВ.^ Это обстоятельство дает возможность применять такой преобразователь в качестве еяинственного регулируемого каскада в схеме приемника. Так как режим транзистора Ti изменяется не более чем в 2 раза и в сторону увеличения его тока коллектора, то преобразователь при правильно выбранной амплитуде напряжения гетеродина обладает малым коэффициентом нелинейных искажений при значительных уровнях входного сигнала. "^98