Электроника. Курс лекций - часть 8

 

  Главная      Учебники - Разные     Электроника. Курс лекций

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 



 

содержание      ..     6      7      8      9     ..

 

 

Электроника. Курс лекций - часть 8

 

 

Квантование по времени:

Каждый код представляется импульсом

Раздел электроники, занимающийся передачей, приемом, обработкой импульсов
называется

 

цифровой электроникой.

Уровень «0» всегда отличен от 0В, tфронта>0
Длительность импульса:
-

по основанию

-

по вершине

-

по середине

t

t

1

t

2

t

3

t

4

t

5

X

1

0

U

m

t

ф

t

ф

0,1 U

m

0,1 U

m

1

3

2

Период импульса T=tимп + tпаузы
f= 1/T – быстродействие (частота)

Цивровая электроника – часть импульсной электроники, изучающей импульсы
произвольной формы.

Импульсная техника – один из разделов электроники.

Транзисторные ключи.

а) Ключ на биполярном транзисторе. Схема с общим эмитером

Этот   ключ   реализует   логическую   функцию   отрицания   и   называется
ИНВЕРТОРом

Iкн

Ек

U в ы х

Е к

I б

U в х

R к

U в ы х

Е к

t 1

U в х

Е к

t 2

t

t

Повышение быстродействия ключа на БП – транзисторах.

Для уменьешния времени нарастания требуется уевличить I

б1

tр – время рассасывания избыточных носителей в базе.
tр -  уменьшается при уменьшении I

б1

Необходимо, чтобы:

Схематически это реализуется следующим образом:

Ек

Uбэ

Ек

Uбэ

Uвх

Iбн

Iкн

Iбн

Ек

н

насыщения

 

режима

 

я

обеспечени

 

для

Ек

I б

 I б н

tф 2

I б н

I б 1

 I б 1

I б 1

I б н

t

I б

U в х

В этом случае:

В ИС это реализуется след. образом: диод Шотки.
Uвх=0; _ Iб>>IбнUвхUвых
Uбэ0,7В  UвыхUкн=0,2-0,4В
Uа=Uд=0,3В  Iвх=Iб+Iд

Эта схема обозначается как транзистор Шотки.

б) Ключ на полевом транзисторе

1поколение – с линейной нагрузкой

I б н

I б

U в х

t

t

Т

Е к

U в х

Д

R б

U в ы х

2поколение – с нелинейной нагрузкой
В   качестве   нагрузки   (вместо  Rс)   ставили   второй   полевой   транзистор
одинакового типа проводимости.

3   поколение   –   ключевой   и   нагрузочный   транзисторы   имеют   разные   типы
проводимости

«на компламентарных транзисторах»                             
Uзи1+Uзи2=Ec=const    Uзи1Uзи2

Если Т1 открыт, то Т2 - открыт

Понятие логического элемента.

Положительная логика

Отрицательная логика

1 – U(1)

1 – U(0)

0 – U(0)

0 – U(1)

U

вых

=f(U

вх

) – передаточная характеристика.

Если на входе

,то характеристика инвертора, иначе – 

повторителя.

Помехоустойчивость – способность логического элемента сохранять истинное 
логическое значение на выходе при подаче на его вход помехи.

R c

E к

U в ы х

U в х

Е с

Т 2

U в ы х

Т 2

U з и 1

U в х

U з и 2

U з и 2

U з и 1

I c = I c 1 I c 2

E c

Рассмотрим передаточную хар-ку инвертора:

вых

A

U(1)

U

-

и

 

U

-

и

B

    

U(0)

      U(0)    U

1

пор

     

U

2

пор          

U(1)     U

вх

U

+

n

U

1

пор

-U(0) – запас элемента по положит. помехоустойчивости

U

-

n

U(1)-U

2

пор

Элементы :
-

с низкой помехоустойчивостью (0,3)

-

с высокой помехоустойчивостью (0,7)

-

со средней помехоустойчивостью (0,3…0,7)

Быстродействие – максимальное число переключений логического 
элемента из одного логического состояния в другое в единицу времени. 
Ограничевается переходными процессами.

U

вх

t

      U

вых

t

-

з

t

+

з

t

t

з.ср.

=(t

+

з

+t

-

з

)/2

F=1/t

з.ср.

 - быстродействиеё

По быстродействию:
-

сверхбыстродействующие (5нс)

-

быстродействующие (10нс)

-

среднее быстродействие (50нс)

-

низко быстродействующие (>50 нс)

Коэффициент объединения по входу 

количество входов: n{1,2,3,4,8}

Нагрузочная способность (коэффициент разветвления)

m – количество входов аналогичных элементов, которые можно подсоединить к 
выходу данного элемента без искажения вых. сигнала.
m10
m40 (c повышенной нагрузочной способностью)

Потребляемая мощность:
P

пот

=(P

1

+P

0

)/2

Логика – семейство логических элементов, реализованных на 

одинаковой элементной базе и на общих схемотехнических принципах.

Логики:

-

диодно-транзисторная логика (ДТЛ)

-

резисторно- транзисторная логика (РТЛ)

-

транзисторно- транзисторная логика (ТТЛ)

-

эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ)

-

на комплементарных МОП-транзисторах (кМОПЛ)

Диодно-резисторная логика (ДРЛ).

U

вх1

 

U

вых

(F)

X

1

X

2

F

0

0

0

U

вх2

1

1

1

«ИЛИ»

1

0

1

1

1

1

При   подаче   на   диод   5В   на   выходе   будет   на   0,7В   меньше,   т.е.   4,3В.

Поэтому эта схема не используется.

X

1

X

2

X

3

0

0

0

E

n

0

1

0

«И»

1

0

0

R

0

1

1

1

Д

1

U

вых

(F)

X

1

Д

2

R

n

X

2

При подаче на диоды по 0В получаем на самом деле не 0В, а 0,7В.

( 1,4  2,1 ).

Диодно-транзисторная логика.

Е

к

R

0

R

к

Д

1

U

вых

(F)

X

1

Д

2

R

б

X

2

Е

см.

При X

1

=X

2

=0  U

бэ

0  U

вых

Е

к

 

U

бэ

0,7В  U

вых

U

кн

0,20,4В

см.

 делает U

бэ

0, что обеспечивает отсечки тр-ра (т.е. тр-р закрыт).

Чтобы не использовать лишний источник Е

см.

 используют 2 диода.

 

 

     Е

к

R

0

R

к

Д

1

  Д

3

Д

4

U

вых

(F)

X

1

Д

2

X

2

Если Е

к

=5В R

н

=9kOm, то U

вых

=4,5В

0,9В=U

Д3

+U

Д4

+U

бэ

Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ).

Е

к

=5B

R

0

R

1

R

3

Д

       U

кбм

T

2

X

1

      МЭТ

T

1

   F

   

X

2

U

бэ1

T

3

R

2

 U

бэ3

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     6      7      8      9     ..