Структури базових логічних елементів, страница 6

Слiд зазначити, що в такому режимi вхiдний струм визначається зворотнiм струмом колекторного переходу VТ1. Транзистор VТ2 знаходиться в активному режимi, так як при закритому VТ1, VТ2 працює як пiдсилювач з глибоким зворотнiм зв’язком i напруга на його колекторi знаходиться по формулi[5]:

                                              U_К2= Е_К – I_Е×R_К2.

       Практично в такому ж станi схема буде залишатись в усьому дiапазонi напруг:

                                              0 < U_ВХ < Е₀

При U_ВХ= Е₀ починається процес перемикання струму в схемi і в данному спiввiдношеннi обидва транзистори знаходяться в активному режимi з однаковими напругами на колекторах. Активний режим буде забезпечуватись в деякому дiапазонi напруг при якому вхiдний струм пiдвищеться i буде визначатись величиною:

                                             I_ВХ=(U_ВХ –U_БЕ.1)/(b+1)×R_Е.

Фактично в розглядаємiй схемi потенцiал Е₀ являється пороговим рiвнем при якому проходить перемикання транзисторiв. Звiдси витiкають два важливих виводи:

·  в розглядаємiй схемi порог перемикання можна задавати на будь-якому (в межах напруги живлення) рiвнi;

·  порогова напруга являється не фiзичною характеристикою транзистора, а схемним параметром  (завжди).

При U_ВХ>Е₀, якщо Е₀ - U_а< U_БЕ2 (U_а = U_ВХ – U_БЕ1) транзистор VT2 запирається і напруга на його колекторі рівняється Е_К а струм І_Е замикається через VT1. При підвищенні вхідної напруги до Е_К  потенціал колектора VT1 буде мати величину меншу, ніж потенціал бази:

                        U_Б = Е_К> U_К1,

а це значить, що транзистор VT1 знаходиться в режимі насичення. Звідси витікає, що величина вхідного сигналу повинна бути меншою ніж Е_К і зменшена на величену U_ЕБ. Таке зниження досягається за допомогою емітерного повторювача на VT3, завдяки якому максимальне значення вхідногот сигналу

                             U¹_ВХ = E_К – U_БЕ.3,                                                                (2.13)

але з другої сторони це приведе до зміни вихідного сигналу схеми і нульовий рівень її

                             U⁰_ВИХ = E_К – 2U_БЕ.3.                                                            (2.14)

Враховуючи, що з умов перешкодостійкості величини  відкриваючої та запираючої перешкод повинні бути одинаковими, з врахуванням (2.13) та (2.14) знаходимо величину порогової напруги:

                              E₀ = Е_К - 3U_БЕ/2                                                                  (2.15)

10.Приведений в (2.13) - (2.15) незначний діапазон напруг між “0” та “1” при достатньо високій напрузі живлення, як відмічалось вище - позитивна  особливість схеми. Вона являється  зрозумілою з фізичної точки зору, якщо враховувати, що вихідні умови і, відповідно, вхідні рівні формує емітерний повторювач.

Так як транзистори ключа не входять в режим насичення, то час зміни стану кожного з них визначається постійними часу колекторів транзисторів R_КC_К , що дає можливість забезпечити  швидкодію на межі можливого. (Порівняйте в прикладі 1 постійні часу R_КC_К  і t_b).

2.2.2.  Ключі на польових транзисторах.

11.  Ключ з пасивним навантаженням.        Схемотехніка цифрових систем з використанням польових транзисторів інтенсивно розвивається і її використан-

                                                   Рис. 2.8.

ня швидко розширюється з низькочастотної електронної автоматики в такі галузі як вимірювальна та обчислювальна техніка завдяки ряду позитивних особливостєй цієї технології:                                           

·  низька залишкова напруга на відкритому ключі;

·  високій опір ключа в закритому стані;

·  низька споживаєма потужність ключа, яка обумовлена як особливостями транзистора так і схемотехніки;

·  можливість комутації електричних сигналів низьких рівнів;

·  висока технологічність побудови інтегральних схем;

·  площа інтегрального транзистора на кристалі значно меньше ніж біполярного, що дає можливість суттєво підвищувати ступінь інтеграції схем.