ТЛЭС – транзисторная логика с эмиттерными связями.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

В исходном состоянии (вх. 1 = вх. 2 = 0) VT3 за счет + E_Б открыт. Он закорочен, поэтому на входе VT4 мало тока. Поэтому VT4 закрыт, тока нет (мало), падение напряжения на R4 мало, на выходе логический 0.

Если на один из входов подана логическая 1 (транзисторов VT1 или VT2), то этот входной транзистор открывается, через него проходит ток, который дополнительно создает падение напряжения на R3. Так как U_R₃ включено встречно с напряжением Е_Б, то U_БЭ VT3 уменьшается. Он поэтому закрывается, тогда возникает ток на входе (в базе VT4). VT4 открывается, создается падение напряжения на R4, на выходе логическая 1.

9.10. Схема «НЕ» на МДП логике.

Выход (Y)

Основа: работа электронного ключа на МДП транзисторах. Вместо R в цепи стока VT2 используется транзистор VT1.

9.11. Схема «ИЛИ – НЕ» (МДП логика).

Если Х1 = Х2 = 0, то VT2 и VT3 закрыты, они не шунтируют выход и на выходе логическая 1. Если хотя бы на одном из входов логическая 1, то VT2 или VT3 открыты, он шунтируют выход и на выходе логический 0.

9.12. Схема «И – НЕ» (МДП логика).

Вход (Х₁)

Вход (Х₂)

U_ВЫХ = 0 только при обоих открытых транзисторах VT2 и VT3, тогда они шунтируют выход. Только в этом случае Х1 = Х2 = 1.

9.13. Схема «НЕ» на КМДП логике.

Вход (Х)

Выход (Y)

Схема экономична по потреблению электроэнергии, так как всегда один транзистор открыт, а другой закрыт.

9.14. Схема «2ИЛИ – НЕ» на КМДП логике.

−

Здесь две КМДП пары: VT1 и VT4, VT2 и VT3.Если на входах логический 0, то VT3 и VT4 закрыты и не шунтируют выход, на выходе логическая 1. При этом VT1 и VT2 открыты.

Если на один из входов подать логическую 1, то транзистор (VT3 или VT4) откроется, шунтируя выход, на выходе логический 0. При этом другой транзистор из этой комплиментарной пары закроется.

9.15. Схема «2И – НЕ» на КМДП логике.

Вход (Х₁)

Вход (Х₂)

Здесь есть две комплиментарные пары: VT1 и VT4, VT2 и VT3.

Так как VT3 и VT4 соединены последовательно, то на выходе будет логический 0 только в том случае, если оба транзистора будут открыты и они зашунтируют выход.

9.16. Быстродействие логических схем.

Если на вход логической схемы подать 1(импульс), то:

t_З1

t_З2

t_з характеризует быстродействие схемы. Чем меньше t_з, тем выше быстродействие.

9. 17. Сравнение типов логических схем по быстродействию.

КМДП – t_з = 100÷200 нс

ТТЛ – t_з = 10÷30 нс

ТЛЭС – t_з = 5÷30 нс

8.5.1. Вариант дифференциального усилителя с несимметричным выходом (нагрузкой).

Схема отличается тем, что сигнал снимается не с обоих плеч усилителя, а с одного.

+ Е_П −

R_Э

Здесь напряжение на выходе также пропорционально разности выходных сигналов, так как транзистор VT2 управляется разностным сигналом. Коэффициент усиления напряжения его определяется коэффициентом усиления одного плеча. Чем больше R_Э в цепи, тем больше подавление синфазовой помехи и меньше дрейф нуля. Большая симметрия схемы, что объясняется ООС по переменному току. Но увеличение R_Э за счет падения напряжения на нем постоянного тока требует повышения напряжения источника питания и снижение K_U. Поэтому вместо R_Э используют ГСТ, который обеспечивает большое сопротивление по переменному току и малое по постоянному.

9.18. Режимы работы ТТЛ на примере «3И-НЕ2.(задача №2 отличается 4=м входом).

Вход (Х₂)

Выход (Y)

U₁₀ = 0,1 В – это остаточное напряжение открытого ключевого транзистора.

U_ЭП ≈0,7 В ≈ U_ЭП

VT1 МЭТ

VT2

Решение:

1) х₁ = 0, х₂ = 1, х₃ = 0

а) первый и третий эмитерные переходы открыты:

U_ЭП1_VT₁ = U_ЭП3_VT₁ = 0,7

U_ЭП_VT₂ → он закрыт.

б) определим напряжение в точке А (на базе МЭТ):

U_A = U_ЭП_VT₁ + (U₀ = U₁₀) = 0,7 + 0,1 =0,8 В

Оно соответствует обоим эмиттерным переходам.

в) что будет с VT2?

Для того чтобы он был открыт нужно U_БЭ_VT₂ = 0,7 B.

Чтобы это напряжение пришло от точки А, там должно быть напряжение:

U_A = U_Б_VT₁ = U_БК_VT₁ + U_БЭ_VT₂ = 0,7 + 0,7 = 1,4 B.

Точка 0,8 < 1,4 – поэтому U_БЭ_VT₂ недостаточно для того чтобы он открылся, поэтому он не шунтирует выход.

U_ВЫХ = U_Y = E_П (+), то есть логическая единица.

2) х₁ = 1, х₂ = 1, х₃ =1

Все эмиттерные переходы транзистора VT1 закрыты (тока через них нет), поэтому ток пойдет через коллекторный переход МЭТ в базу VT2 и на базе МЭТа (VT1) будет напряжение:

U_A = U_БМЭТ = U_БК_VT₁ + U_БЭ_VT₂ =0,7 + 0,7 =1,4 B.

Так как Е_П = 5 В , оставшееся напряжение упадет на R:

U_R = E_П – 1,4 В.

поэтому VT2 откроется (электронный ключ) (он шунтирует выход) и

U_ВЫХ = U_КЭОТКР =0,1 В., то есть на выходе логический ноль.

Шумы электронных приборов.

Они возникают за счет физических процессов в электронных приборах.

Шум – случайное отклонение напряжения или тока от некоторого среднего значения (флуктуации).

Это объясняется тепловым (хаотическим) движением электронов. На выходах могут появляться разное количество электронов, т.е. создается напряжение.

0 ≤ Δf ≤ ∞

Часто такой шум называют белым.

При наличии шумящих элементов, мощность будет определяться мощностью каждой спектральной составляющей.

Р_ш = Р₁ + Р₂ + Р₃ + … = Р₀ Δf

Р₀ – спектральная мощность (мощность одной гармонической составляющей;

Δf – полоса частот где наблюдается шум.

Р₀ = 4 к Т, где к – постоянная Больцмана.

Напряжение шума будет определяться:

Таким образом, как пассивные, так и активные элементы можно представить в виде шумящего сопротивления, которое работает как генератор шума.

U_Ш

R_И

В многокаскадных схемах основным источником шума является первый каскад.

U_ВЫХш1к = U_Ш1К К₁ К₂ К₃

Последующие каскады оцениваются через коэффициент шума:

Таким образом, все электронные приборы можно рассматривать в виде эквивалентного резистора.

Преобразовательные диоды.

Это диоды с хорошей односторонней проводимостью и линейной квадратичной вольтамперной (ВАХ) характеристикой.

I_ПР

U_C1 = U_M1 sin ω₁t U_C2 = U_M2 sin ω₂t ω₁ + ω₂ ω₁ – ω₂

U_ПР

Туннельный диод.

P-n переход делается из вырожденных полупроводников, т.е. с очень большой концентрацией примеси, такой что уровень Ферми находится в запрещенной зоне и в валентной зоне, т.е. проходит значительное искривление энергетических зон.

Δφ – контактная разность потенциалов электрического поля

W_F

В. З.

а) Приложим прямое напряжение:

U_p_-_n=Δφ_k - U_пр

Искривление зон уменьшается, но эффект сбалансированного перехода и рекомбинация зарядов сохраняется, т.е. сохраняется туннельный эффект.

Т.е. ток I_пр будет возрастать при малых напряжениях.

I_ПР

В точке А перекрытие валентной зоны в p – полупроводнике к зоне проводимости в n – полупроводнике перестает быть.

U_ПР

В конце участка АС туннельный эффект прекращается, сопротивление растет, ток усиливается. При дальнейшем увеличении приложенного напряжения полупроводниковый переход ведет себя обычным образом (С Д).

б) При U_ОБР искривление зон увеличивается. Туннельный эффект сохраняется.

U_p_-_n = Δφ + U_ОБР

r_ПОТЕРЬ

Участок ОЕ. Видно, что данный прибор обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Оптоэлектроника.

1. Оптическое излучение – это электромагнитные волны, диапазон которых

λ=10 нм÷1 мм

УФ λ=0,01÷0,4 мкм

Видимое излучение λ=0,38÷0,78 мкм

Инфракрасное излучение λ=0,78÷1 мкм

(1 мм = 1000 мкм = 1000000 нм)

2. Оптическое излучение характеризуется фотометрическими параметрами:

а) энергетические параметры, которые связаны с переносом энергии;

б) световые параметры, которые рассматриваются, когда приемником излучения является человеческий глаз;

Светоизлучение в p-n переходе происходит при прямом излучении, когда происходит интенсивная рекомбинация зарядов в самом p-n переходе. Для определенной ширины запрещенной зоны эта рекомбинация вызывает свечение. Оно характеризуется так называемой внутренней квантовой эффективностью, определяемой соотношением числа фотонов к числу инжектируемых носителей. Это внутренняя квантовая эффективность. Внешняя квантовая эффективность определяется числом фотонов, испускаемых диодом, к числу инжектируемых носителей.

Оптронные пары.

Особенность и достоинство их заключается в том, что между ними существует гальваническая (полная) развязка.

Характеризует передаточные свойства оптопары.

I_ВХ

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 51; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!