Структури базових логічних елементів, страница 15

В ряді спеціальних схем (564ЛН2, 564ПУ2) передбачена схема захисту, що допускає перевищення вхідної напруги над напругою живлення.

Існує ще одна причина, яка вимагає уважного відношення до напруги живлення. Не вдаючись в деталі побудови структури інвертора, зазначимо, що по відношенню до напруги живлення вона представляє собою структуру, подібну тиристору, підкладки якої виконують функції управляючих електродів.

При високих напругах живлення імовірність того, що вказаний тиристор спрацює, значно зростає, що може привести до значних струмів через мікросхему і можливе її пошкодження. В [6] відмічається, що розглянута структура може спрацьовувати при наявності в схемі високочастотних імпульсів. Тому рекомендується живлення на схему подавати раніше, ніж керуючий сигнал.

В динамічних режимах ключ проходить через такий стан, коли обидва транзистори відкриті. При цьому в мікросхемі появляється імпульс прохідного струму. Послідовність імпульсів прохідного струму буде створювати динамічний струм ключа і мікросхеми. Його величина залежить від тривалості фронтів вхідних імпульсів, швидкодії самого ключа, частоти вхідних імпульсів. Для зниження величини динамічних струмів, зниження величини t₃, а також зниження величини опору канала відкритого транзистора в ряді мікросхем після описаного ключа встановлюють допоміжний буферний двохкаскадний підсилювач, зібраний по такій же схемі. На рис. 2.22 приводиться передаточна характеристика інвертора без буферного підсилювача (крива 1) і з ним (крива 2), які демонструють значне скорочення часу перемикання. Велике підсилення буферного підсилювача дозволяє формувати імпульси з крутими фронтами незалежно від характеру вхідного сигналу.  Суттєво знижується величина опору каналу відкритого транзистора (опір р-канального транзистора знижується в сучасних мікросхемах майже до 200 Ом, а n-канального- до 100 Ом).

Буферні каскади використовуються здебільшого як вихідні каскади мікросхем. Буферні підсилювачі будуються так, що кінцевий вихідний каскад має підвищену потужність. Це приводить до того, що такі транзистори займають значну площу на кристалі та знижують рівень інтеграції мікросхем. В той же час слід пам’ятати, що висока крутизна фронтів може приводити до ударного збудження затухаючих коливань в довгих лініях, що появляються  за рахунок розподілених реактивних параметрів друкованих плат.

Мікросхеми КМОН випускаються як з простими, так і з буферними вихідними каскадами. Рекомендується при одинакових умовах функціювання віддавати перевагу мікросхемам з буферними каскадами.

11.Інвертор КМОН з трьома станами. Його схема являється різновидністю звичайних інверторів з допоміжними ключами (VT1 та VT4), які генеруються сигналом Z. При відкритих транзисторах VT1 та VT4 інвертор працює подібно раніше розглянутому. Якщо ж ключі закриті, живлення інвертора відключається і його вихід буде мати високий опір по відношенню до шин живлення. Такі інвертори виготовляються як самостійні мікросхеми (546ЛН1 (6HI)), так і в складі мікросхем різного призначення. Враховуючи значну величину вихідного опору, ключ може використовуватись для тривалого зберігання інформації, яка може бути записаною в конденсатор, підключений до його виходу.

В практиці використання мікросхем з трьома станами необхідно враховувати деякі їх особливості в динамічних режимах роботи. Вони проявляються в тому, що в режимі, коли на виході підтримується високий рівень сигналу і одночасно ключ знаходиться в Z-стані перехід в один з робочих станів (високий або низький рівні виходу) проходить довше, ніж при перемиканні з високого в низький стани безпосередньо, або навпаки. Тому при використанні мікросхем в режимі монтажної логіки можуть мати місце динамічні струми, що протікатимуть через р-транзистор одної мікросхеми і n-транзистор іншої. Реально такий струм не приводить до виходу мікросхем з ладу ( як в ТТЛ), але він приводить до напружених режимів і зростання рівня перешкод.