Схема базового логического элемента типа КМDП
Рис.36. Схема базового логического элемента типа КМDП
КМDП(комплементарный) – на металлическую подложку напыляют п/п, которые выполняют функцию транзисторного перехода.
КМDП транзистор является идеальным переключателем.
Здесь показана схема КМДП-элемента, реализующего операцию 2И-НЕ.
Транзисторы VT1 и VT2 с каналом p-типа соединены параллельно, а n-канальные транзисторы VT3 и VT4 – последовательно. Подложки и стоки VT1 и VT2 соединены с положительным зажимом источника питания.
Если на оба входа X1 и X2 подано напряжение высокого уровня, то оба n-канальных транзистора (VT3 и VT4) открыты, а оба p-канальных (VT1 и VT2) закрыты, то есть выход соединён с землёй.
Если хотя бы на один из входов подать напряжение низкого уровня, то транзисторы VT3 и VT4 закрыты, а транзисторы VT1 и VT2 открыты. Таким образом, выход будет соединён с напряжением питания и отсоединён от земли.
Достоинства схемы: Логический 0 не отличается от 0, а логическая 1 соответствует Uип и они выпускаются на U=3,5,15 В. Выходное сопротивление достигает десятков и более МОм, соответственно у него неограниченная нагрузочная способность, очень малое энергопотребление и высокое быстродействие. Под быстродействием понимают время установления сигнала на выходе при изменении его на входе.
Примеры графического изображения микросхем
Рис.37
Работу любой микросхемы можно описать либо уравнением булевой алгебры, либо таблицей истинности в которой приводятся все возможные комбинации входных сигналов и соответствующие им значения функции выхода.
|
|
|
2И-НЕ
| х1 | х2 | y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
2ИЛИ-НЕ
| х1 | х2 | у |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
Аналоговые ИМС
К ним относят операционные усилители, стабилизаторы напряжения, стабилизаторы тока, перемножители сигналов, компараторы, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
Особенности аналоговых ИМС по сравнению с цифровыми:
1. большое число параметров, требуемых для их правильного использования.
2. аналоговые микросхемы чувствительны к изменению внешних параметров питания и нагрузки. Они более сложны, более дорогие и чаще всего требуют питания двух напряжений 2-х полярностей + и – Uип (имеют дифференциальный характер).
Операционные усилители и схемы их включения
Операционный усилитель применяется для выполнения различных аналоговых операций усиления, фильтрации или арифметические операции с аналоговым сигналом, как правило, это усилитель постоянного тока с обратной связью, сигнал на выходе определяется параметрами обратной связи.
|
|
|
ОУ являются усилителями постоянного тока (УПТ) с большим коэффициентом усиления. Их широкое применение в электронных схемах обусловлено следующим:
- дает возможность при проектировании работы электронных устройств заложить жесткие функциональные зависимости между входными и выходными сигналами;
- облегчает монтаж электронных схем;
- увеличивает надежность работы электронных устройств;
- уменьшает габариты и массу этих электронных устройств.
Рис.38. Варианты условных графических изображений (УГО) операционных усилителей
ОУ имеют два входа: прямой и инверсный При подаче какого-либо сигнала на прямой вход фаза выходного сигнала совпадает с фазой входного. При подаче сигнала на инверсный вход фаза выходного сигнала по отношению к фазе входного имеет 180 º, т.е. выходной сигнал находится в противофазе с входным.
Если во входных цепях ОУ включены раздельные элементы, такие как конденсаторы (емкость) или трансформаторы, то ОУ могут быть использованы в качестве усилителей и преобразователей переменного тока в зависимости от схемы включения.
Существуют следующие схемы операционных усилителей:
|
|
|
1 схема – инверсное включение операционного усилителя
Рис.39
Данная схема является наиболее распространенной схемой включения ОУ. Резистор R2 в цепи обратной связи служит для передачи части выходного сигнала обратно на вход. При подаче входного напряжения (Uвх) через резистор R1 протекает входной ток i1. (для аналоговых схем, входное напряжение ОУ имеет дифференциальный характер, т.е. фактически это разность напряжений на неинвертирующем (+) и инвертирующем (-) входах усилителя.) Неинвертирующий вход чаще всего заземляют.
Чтобы получить передаточную характеристику, применим правила Кирхгофа (Алгебраическая сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих вдоль этого же контура).
Входная цепь: i1 =Uвх/R1, выходная цепь: i2 = - Uвых / R2
Т.к. ОУ - идеальный (Rвх - очень большое Rвх>>0): i1 = - i2, отсюда Uвх/R1=Uвых/R2.
Коэффициент усиления К ус = - Uвых/Uвх= - R2/R1.
Тогда выходное напряжение будет равно 
Знак минус означает, что выходной сигнал инвертирован. (выходное напряжение находится в противофазе с входным сигналом. )
2 схема – инвертирующий сумматор
|
|
|
Рис.40
Эта схема позволяет осуществить суммирование нескольких напряжений с минимальной погрешностью. Каждое из суммируемых напряжений подается на отдельный вход. Напряжение на выходе схемы равно сумме нескольких входных напряжений, умноженных на соответствующие коэффициенты усиления.
Сопротивление Rs минимизирует входное смещение и рассчитывается по формуле
3 схема – дифференциальное включение или дифференциальный усилитель.
Рис.41
Данная схема предназначена для получения разности двух напряжений
При одновременной подаче сигналов на оба входа, напряжение на выходе пропорционально разности напряжения входных сигналов. (Значение сопротивлений схемы выбираются таким образом, чтобы обеспечить требуемое усиление. Напряжение на выходе усилителя равно алгебраической разности двух входных напряжений, помноженных на соответствующие коэффициенты усиления.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 813; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!