Електронні ключі (Глава 3 навчального посібника), страница 15

4) Опори резисторів Rк та Rб розраховують за формулами відповідно (3.8) та (3.13), (3.14). Для схеми на рис. 3.6,є напругу зміщення вибирають порядку Eзм» 0,2Eж, але не нижче Eзм³1...2 В та за (3.15) розраховують опір Rзм.

5) Оцінюють тривалість вмикання tвм=tз0+tф0 і вимикання tвим=tр+Dt1, де як інтервал Dt1 беруть більше із значень tф1 за (3.39) чи t1ф.с за (3.41) або залежно від завдання tвим=t01з.п за (3.43). Після порівняння вислідів розрахунків із заданою тривалістю Dtдоп вмикання та вимикання ТК висновують необхідність поліпшення швидкодії розрахованої схеми.

6) Якщо застосовують ТК із пришвидшувальним конденсатором, тривалість перехідних процесів визначають з урахуванням (3.31), (3.45), а ємність конденсатора розраховують за формулою (3.46).

7) Уточнюють розрахунок вихідних параметрів на ЕОМ, зокрема, на най-гірший випадок: перевіряють, чи задовольняють вимоги параметри схеми з урахуванням розкиду параметрів елементів, зокрема, транзистра, у тому числі в температурному діапазоні та за вибраними допусками; відтак, у разі потреби, коригують величини вибраних  параметрів схеми.

§3.3. КЛЮЧІ НА ПОЛЬОВИХ ТРАНЗИСТОРАХ

3.3.1. Статичні режими

З двох різновидів польових транзисторів: з керувальним p-n-переходом та з ізольованим затвором (МОН- або МДН-транзистори) у цифровій техніці найчастіше застосовується другий тип. Через великий вхідний опір у статичних режимах МОН-транзистори практично не споживають струм від джерела сигналу й забезпечують тим самим велику навантажівну здатність. У свою чергу з двох типів  МОН-транзисторів: із вбудованим та індукованим каналом з огляду на технологічність виготовлення в ІС, здебільшого, застосовуються транзистори з індукованим каналом. Внаслідок властивості самоізоляції транзисторів з індукованим каналом на одному підшарку можна утворити низку МОН-структур без ізолювальних шарів між ними, що сприяє підвищенню ступеня інтеграції. У МОН-транзисторах використовуються основні носії заряду одного типу: електрони – у транзисторі з каналом типу n (n-МОН) або дірки – з каналом типу p (p-МОН). З огляду на те, що  рухливість електронів вища, ніж дірок, n-МОН-транзистори принципово більш швидкодійні, тому поширення набувають сучасні ІС на базі n-МОН-технології або суміщеної n-МОН та p-МОН-технології.

Для визначеності розглянемо ключ на МОН-транзисторі з вбудованим каналом типу n (рис. 3.12,а).

У вимкненому стані (вимкнене положення перемикача S на рис. 3.1,а) транзистор зачинений вхідною напругою U0, меншою за напругу відтину Uз.о       

(рис. 3.12,б). При цьому стоковий струм не протікає і робочій точці 1 на вихідній характеристиці, пристайній до осі абсцис (рис. 3.12,в), відповідає напруга U1=Eж.

У ввімкненому стані напругою на вході ux=U1 транзистор відчинений, що відповідає робочій точці 2 на вихідних характеристиках (і ввімкненому положенню перемикача S на рис. 3.1,а). З урахуванням опору каналу Rо вихідна напруга

для узгодження рівнів має задовольняти вимогу U0<Uз.о із запасом на завадостійкість, тому опір навантаження вибирають з умови Rс»Rо.

3.3.2. Перехідні процеси

Під час вмикання (момент t1 на рис. 3.12,г) позитивним перепадом вхідної напруги ux внаслідок малої інерційності транзистора можна вважати, що провідність каналу виникає стрибком, його опір Rо зменшується (еквівалентний перемикач S на рис. 3.1,а переходить до ввімкненого стану) і навантажувальна ємність Сн, заряджена в початкому стані до напруги Eж, розряджається струмом iр через паралельне з’єднання опорів зі сталою tр=Сн(Rо||Rс). По закінченні фронту вмикання tф10  » 3tр робоча точка опиняється в положенні 2.