Коли UВХ переходить в високий стан, транзистори VT1 і VT3 вимикаються, а VT2 вмикається, забезпечуючи своїм струмом базу транзистора VT4. Останій відкривається і забезпечує можливість протікання високого струму розряду паразитного конденсатора навантаження, що приводить до суттєвого скорочення тривалості спаду імпульса і результуючої затримки. Негативна властивість ключа полягає в тому, що VT2 вимикається, якщо UВИХ досягне величини UБЕ.4 і, відповідно, вихід низького рівня буде вищим від нуля.
Рис.2.38.
Помимо вказаних недоліків існує ще один, який полягає в тому, що при протіканні струму через бази VT3 і VT4 в них накопичується збитковий заряд і при закриванні транзисторів не існує шляху для його видалення. Як результат, транзистори закриваються повільно, затягуючи перехідні процеси і створюючим допоміжні динамічні струми. Ця проблема може бути розв’язана шляхом підключення до баз транзисторів VT3 і VT4 резисторів R1 і R2. (рис.2.37,б). В такій схемі накопичений в базах транзисторів заряд стікає на землю через резистори R1, або R2. Резистор R2 забезпечує допоміжну позитивну властивість в роботі ключа. Вона полягає в тому, що при UВХ =1 і після того, як транзистор VT4 закриється, напруга UВИХ продовжує падати нижче UБЕ.4 і вихідний електрод зменшує свій потенціал через послідовно включені транзистор VT2 і резистор R2. Тобто резистор R2 забезпечує підтягування вихідного потенціалу ключа до нульового рівня. Але це коло має високий опір, тому цей процес повільний. В той же час резистор R1 приводить до появи до зростання статичної розсіюємої потужності. При UВХ = 0 має місце коло для протікання постійного струму від джерела Е через транзистор VT1 і резистор R1 на загальну шину.
На рис.2.38,а приведена схема, в
якій опори R1 і R2 замінені n-МОН транзисторами. Перш за все така
заміна спрощує технологічний процес виготовлення мікросхем, оскільки
виготовлення транзистора простіше, ніж резистора. З іншої сторони транзистори
виконують функції резисторів лише тоді, коли це необхідно. Транзистор VT3
буде проводити тільки при UВХ =1 на протязі часу, коли його
струм буде зворотнім базовим струмом для VT5, прискорюючи його
вимикання. Аналогічно, VT4 буде проводити лише тоді, коли UВХ
зменшується і заряд бази транзистора VT6 необхідно видалити для
прискорення його запирання.
Останній варіант БіКМОН інвертора, зображений на рис.2.38,б , називається R- схемою. Вона відрізняється від схеми, приведеної на рис.2.37,б лише тим, що R1 приєднаний не до загальної шини, а до виходу інвертора. Така проста заміна має дві позитивні властивості. Перша полягає в зменшенні споживаємої статичної потужності. Друга властивість характерна тим, що R1 тепер використовується як підтягуючий резистор високого рівня вихідної напруги до величини напруги живлення Е, що підвищує верхній пороговий рівень інвертора.
Рис.2.39. Таким чином R-схема забезпечує
вихідні рівні напруги дуже близькими до напруги живлення і нуля.
При проекткуванні схеми забезпечуються такі умови перемикання транзисторів VT3 і VT4, щоб вони ніколи не перемикальись одночасно і не входили в режим насичення..
Переваги БіКМОН технологій проявляються в тих випадках, коли ключі працюють з великим струмом навантаження, а також при наявності значної ( з точки зору інтегральних технологій) паразитної ємності. Наприклад, при роботі на навантаження з ємністю 1 пФ швидкодія БіКМОН ключів перевищує кращі КМОН інвертори в 3-4 рази.
Побудова логічних схем з використанням БіКМОН технологій має загальні риси з КМОН технологіями. Наприклад, на рис.2.39 приведена схема двовходового елемента І-НІ, яка по принципу роботи не потребує допоміжних пояснень.
На сучасному рівня розвитку інтегральних технологій БіКМОН широко використовується при побудові мікропроцесорів, мікроконтролерів, статичної оперативної пам’яті, логічних матриць. Наприклад, фірмою Texas Instrument ввипускаються слідучі серії мікросехм по БіКМОН технології.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.