Цифровые устройства и микропроцессоры (ЦУ и МП)

1. Цифровые устройства и микропроцессоры (ЦУ и МП)

1 модуль –лекции, семинары, лабораторные работы
Жаркова Надежда Алексеевна
2 модуль –лекции, семинары, лабораторные работы
Глотов Александр Николаевич
Круглов Геннадий Валентинович

2.

ЛИТЕРАТУРА
Основная литература:
1. Мышляева И.М. Цифровая схемотехника: Учебник для сред. проф.
образования. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. .- 400 с.
2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника:
Учебник для вузов.- 5-е изд., стер.- М.: Высш. шк., 2008.- 797 с.
3. Нарышкин А.К. Цифровые устройства и микропроцессоры.-2-е изд.М.:Академия,2008.- 320 с.
4. Калабеков В.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и
обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов М: РиС 1988 г.
5. Кузин А.В. Микропроцессорная техника: Учебник для сред. проф.
образования. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.- 304 с

3.

Дополнительная литература
1. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Цифровые устройства: Учебное
пособие для втузов.- СПб.: Политехника, 1996. - 885 с.
2. Янсен Й. Курс цифровой электроники: В 4-х т. Т.4. Пер. с Голланд.М.:Мир, 1987.
3. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных
микросхем: Справочник: В 2 т./ Под ред. В. А. Шахнова. - М.: Радио и
связь, 1988. - Т. 1.-368 с.
4. Гуртовцев А. Л„ Гудыменко С. В. Программы для микропроцессоров:
Справ. пособие. - Мн.: Высш. шк., 1989. - 352 с.
5. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики.
Каган Б.М., Сташин В.В. М: Энергия 1987 г.
6. Страница кафедры на сайте МГТУ им. Н.Э. Баумана
http://www.bmstu.ru/~rl1/courses/dmpt/ - материалы для самостоятельной
проработки курса на сайте кафедры РЛ-1.

4.

Импульсные устройства (ИУ или ИТ) включают в себя:
усилители
импульсных
сигналов,
ключевые
схемы,
формирователи импульсов и импульсные генераторы, ЛЗ и т.п.
Задачи импульсной техники (ИТ)
1) Формирование импульсов
В линейных и нелинейных электрических цепях
- формирование импульсов необходимой длительности и формы,
- формирование импульсных последовательностей необходимой
частоты и скважности.
2) Генерирование импульсов
- с самовозбуждением,
- с внешним запуском.
3) Управление импульсами
управление их положением во времени и учет (счет) импульсов

5.

Цифровые устройства и микропроцессоры (ЦУ и МП)
Оперируют с сигналами, имеющими два информационных
состояния:
«1» - «включено», наличие импульса Е1,
«0» - «выключено», отсутствие импульса Е0.
Операции, выполняемые цифровыми сигналами описываются
логическими функциями подчиняются законами алгебры Буля и
являются операциями преобразования информации.
Задачи цифровой и МП техники.
Управление различными устройствами и технологическими
процессами, проведение вычислительных операций.
От обработки импульсных сигналов зависят параметры
управляющих устройств: быстродействие, предельная частота
работы, амплитудные и другие характеристики.

6.

Электрические импульсы и их характеристики
- Одиночные импульсы.
- Импульсные последовательности.
Последовательность периодическая если интервалы между
импульсами одинаковые.
Переходный процесс - это время, за которое происходит
изменение тока (напряжения) до установившегося значения
при воздействии на цепь скачка тока (напряжения).
Переходный процесс не учитывают, если он полностью
закончился до прихода следующего импульса.
В реальной цепи возникают искажения вызываемые
наложением переходного процесса на начало последующих
импульсов.
Понятие импульса связано с параметрами цепи, и не
для всякой цепи данный сигнал можно считать
импульсным.

7.

Прямоугольные или видеоимпульсы (ВИ)
Um
U
ф
Идеальный
ср
t<0
0<t<tи
t>tи
1
0,9
Um
tи
0,5
Uk
0,1
0
tи
Идеальный
tф
tср
t
Реальный
Um – величина
импульса
Um - наибольшая (средняя) величина импульса.
tф, tср и tи - активные длительности фронта и среза и
длительность импульса.
ф и ср - выбросы фронта и среза,
=Um-Uk- спад плоской вершины импульса.
u=0;
u=Um;
u=0

8.

.
Радиоимпульсы (РИ).
Радиоимпульсы - импульсы ВЧ
колебаний напряжения или тока
обычно синусоидальной формы.
Нет постоянной составляющей
t
Радиоимпульсы получают путем
модулирования высокочастотных
колебаний по амплитуде.
Огибающая радиоимпульса имеет форму видеоимпульса.
Характеристики огибающей аналогичны видеоимпульсу.
Дополнительный параметр несущая частота f0 или 0=2πf0.

9.

Импульсы пилообразного напряжения (ПИ)
к
U
1
0,9
0,1
Um
н
Тпр
tср
Тобр
t
Идеальный
Um- максимальная величина
импульса
Тпр – длительность прямого хода,
Тобр – длительность обратного
хода
Реальный
t ср - активная длительность среза.
Коэффициент
нелинейности.
tg ( н ) tg ( k )
tg ( н )
dU
dt
dU
dt
t 0
dU
dt
t 0
t Tп р
.

10.

Экспоненциальные импульсы
U
при t 0 u 0,
1
tи
0,5
Um
0
t
τ
при t 0 u u (t ) U m exp t
1
tи U m
tи
U m exp
, exp 2
2
tи 0, 7 .
Активная длительность такого
импульса составляет 70% от
постоянной времени.

11.

При известной τ-цепи можно найти активную длительность
фронта tф и среза импульса tср.
tф=t0,9 - t0,1
U
t
1
u (t ) U m 1 exp при t 0
0,9
t0,1
u (t0,1 ) U m 1 exp 0,1U m
t0,9
u (t0,9 ) U m 1 exp
0,9U m
0,1
t0.1 tф
t0.9
t
Решим первое и второе уравнение:
t0,1
1 exp 0,1
t0,1
0,9 exp
t0,1=0,1 ,
t0,9
1 exp
0,9
t0,9
0,1 exp
t0,9=2,3
tф=t0,9 - t0,1
tф=2,2
tср=2,2

12.

Периодическая последовательность импульсов
характеризуется:
F – частотой следования или
T – периодом повторения импульсов,
Q – скважностью или
Кз – коэффициентом заполнения:
F= 1/T,
Q = T/tи,
Кз = 1/Q.
и
1
Среднее значение или постоянная составляющая U ср u (t )dt
T 0
Эффективное (действующее) значение :
U эф
и
1 2
u (t )dt
T 0
Для последовательности идеальных прямоугольных импульсов
эти выражения принимают вид:
U ср
Um
1
U m tи
T
Q
U эф
Um
1 2
U m tи
T
Q
U эф U ср

13.

τ=1,5мс
τ=5к∙300n
=1,5мс
Q=2
Um
U ср
Q

14.

Q=4
Um
U ср
Q

15.

ДИОДНЫЕ И ТРАНЗИСТОРНЫЕ КЛЮЧИ
Ключ – элемент, который под воздействием управляющего
сигнала производит различные коммутации (источников
питания, активных элементов и т.д.).
Электронные ключи ЭК при подачи управляющего сигнала
принимают два (реже три) состояния.
ЭК строят диодах, БПТ и ПТ –транзисторах в дискретном или
интегральном исполнении.
ЭК является основой для построения более сложных цифровых
и МП устройств.
Основные характеристики ЭК: быстродействие, длительность
фронтов,
Rвх
и
Rвых
в
открытом
и
закрытом
состоянии,
потребляемая мощность, помехоустойчивость,
стабильность пороговых уровней,
надежность работы в
реальных условиях старения радиодеталей, нестабильности
источников питания и т.д..

16.

Диоды и особенности работы диодов в ключевом
режиме.
Используют: точечные, плоскостные, диффузионные, с
барьером Шотки (ДБШ контакт металл-полупроводник),
стабилитроны, диоды с накоплением заряда.
Диоды, транзисторы и другие нелинейные элементы (НЭ)
имеют нелинейную вольтамперную характеристику (ВАХ).
Токи и напряжений в нелинейной эквивалентной схеме (ЭС)
описываются нелинейными дифференциальными уравнениями
Решения производят итерационными методами. Приближение к
точному решению возможно только с применением
компьютерных технологий.
Для импульсного сигнала упрощают ЭС, и используют кусочнолинейную аппроксимацию НЭ.

17.

I
U
Uпроб
проб
tg =1/r
пр
tg =1/R
обр
=Iк0к0
II00=I
I I 0 exp( U ) 1
q
nkT
U
U
е0
U меняет ширину перехода, а значит и величину
пространственных зарядов в переходе, т.е. диод обладает C(u)
подключенной параллельно p-n переходу.
C - диффузионная перераспределение зарядов в базе
С - барьерная перераспределение зарядов в переходе.
При прямом смещение – С диффузионная
При обратном – С барьерная

18.

Обратное включение
+
-
Rобр
Iк0
Сб
Прямое включение
+
е0
rпр
Сд
В импульсном режиме величина барьерной емкости Сбар
оказывает большее влияние на работу схемы :
т.к. Rобр>>Rпр
RобрCбар>>RпрCдиф
С(u) часто заменяют постоянной емкостью, усредненной по
диапазону рабочих напряжений.
Наиболее быстродействующими в настоящее время являются
ДБШ. Нет диффузионной емкости.

19.

Д
1
Rг
Е0 Ег=0 В
Е1 Ег=>e0 B
Rн
e0
E1
Eг
Uвых = 0 В
Е0
Uвых = (Ег-e0)B Е1
Uвых
E0
Диодные ключи
+E0н
Д1
R0
+E0
Д
R0н
1
Rг
Eг
Rг е0
E1
Rн
Uвых
Eг
Uвых
E0 Rн
E0н
R0 Rн
R0 Rн
R0н
R0 Rн
E0
Е0 Ег=0 [В] диод открыт
Е1 Ег>Е0н [B] диод закрыт
Uвых = е0 [В] Е0
Uвых = E0н [B] Е1

20.

Каскадирование диодных ключей
+E0
R0н
Д1
R0н +E0
Д1
н
н
Rг
0
Е
е0[B]
Е0
2е0[B]
E0 Eг=0 [B]
В результате каскадирования е0 накапливается и уровень
логического Е0 стремиться к уровню логической Е1 .
Наличие е0 не позволяет строить сложные логические
схемы на диодных ключах, т.к. при их каскадирование
происходит сближение уровней.

21.

Переходные процессы в диодных ключах
Определяются накоплением и
R0
E0
рассасыванием зарядов в переходе.
Д1
См Uвых
Rн
Rг
Сн
Сб
Eг
- С0 = См+Сн - емкость монтажа и
цепей нагрузки.
- Сд - пренебрегают при ВЧ диодов,
- Cб – пренебрегают если Сб << С0,
ДК с учетом Сб, Сн и См
при включении
при выключении
R0н
R0н
E0н
Rобр
Rг
e0
С0
Сб
Eг
Rпр
Rг
С0
E1
E1
E0
Eг
E0н
E0

22.

Uнач на емкости Сб равно (Е0+ e0). При вкл. ЕГ>0(Е1) диод
закрывается.
R
При большом Rобр происходит скачек ΔU за счет Сб обр
R0н
Eг
Rг
E1
tи
С0
t
0
0
С
б
Е
t
Eг
Uвых
Ег<E0н -режим С
Cб
E0н
Режим А
U
E
.
з
г
р
E’0н
U
Е0+е0
tф
Если перенести начало
координат, то
tср
E0н
Cб C0
Далее емкость C0 заряжается
через R0н, и (Rг+Rобр)
t (Rобр+Rг) можно пренебречь Rобр→∞
з C0 R0н .
t
U вых (t ) U c0 (t ) E 1 exp
з
'
0н
,

23.

Процесс заряда заканчивается в зависимости от режима работы
ключа на разном уровне:
для режима А при котором Ег>=E0н установившееся Uвых=Е0н,
для режима С - Ег <E0н процесс заканчивается в момент U1вых Ег.
Длительность фронта включения находят из уравнения:
tф
Eг E 1 exp ,
з
'
0н
Пример:
1) Если полагаем Ег = 0,9Е’0н:
2) Если полагаем Ег =0,5 Е’0н :
E0' н
tф з ln '
.
E0 н Eг
tф= з ln10
tф= з ln2
tф= 2,3 з.
tф = 0,7 з
Вывод: для повышения быстродействия выгодно не полностью
закрывать диод.

24.

R0н
Rпр
Rг
Eг
При выключении ЕГ=Е0, диод
открывается и разряд С0
происходит через малое Rпр.
E0н
С0
Длительность спада импульса
Сб
t
U вых (t ) E exp
р
R0н ( Rг rпр )
р C0
R0н Rг rпр
1
,
t tи ,
R0н ( Rг rпр )
р C0 ( Rг rпр ).
Во всех режимах равна: tср = 2,2 р.
р<< з

25.

Применение диодных ключей
1) В схемах нелинейного преобразования сигналов.
2) В схемах логической обработки сигналов.
Логические функции И и ИЛИ
+E
Е1
Е2
Е3
UВых
U1вых = (E11)и(E21)и(E31)
– информационный сигнал
«1» - функция «И».
U0вых=(E10)или(E20)или(E30)
– информационный сигнал
«0» - функция «ИЛИ».

26.

Выводы
- За счет отсутствия Сд ДБШ быстродействующие. Время
переключение может быть достигнуто < 1 нс.
- Быстродействие схемы можно увеличить за счет не полного
закрывания диода.
- За счет падения напряжения на диоде e0 (Uд пр ) , при
многокаскадном включении диодной логики происходит
сближение логических уровней E0 и E1, как самостоятельный
логический элемент диодные ключи используются редко.
- Диодные ключи используют для построения логических
схемы И и ИЛИ
Применяются в сочетании с транзисторными ключами.
В реальных схемах очень часто диод получают из транзистора.

27.

Ключи на биполярных (БП) транзисторах (БПТ)
Особенности работы БПТ в ключевом режиме.
Усилительный каскад находится в активном режиме, которому
соответствуют линейные характеристики транзистора.
Ключевая схема находится в одном из статических режимов:
отсечки (закрыт) или насыщения (открыт и насыщен).
Назначение транзисторных
ключей: коммутация
(переключения) тока в цепи
нагрузки или создание двух резко
отличающихся уровней
напряжения на нагрузке под
воздействием внешних
управляющих сигналов.
+E
+E
+Eкккк
RR
Rккк
RR
Rггг==
= RR
R111
U
U
Uвхвх
вх
RR
R2222
U
вых
U
Uвых
вых
RR
Rннн
«Основы транз. и транзисторных схем» И.П.Степанко (несколько выпусков).

28.

Характеристики биполярных транзисторов (npn)
Iб
Uкэ=0
Iк
1/Rк=tg
Iб
Uкэ>0
1- активный,
3
1
Uбэ
2
Входные характеристики
3
1
Iб=0
2-отсечки,
3-насыщения.
2 Eк Uкэ
Выходные характеристики
1) Активный режим
Эмиттерный переход смещен в прямом, а коллекторный - в обратном
направлении:
Uбэ>0, Uкэ=Eк-IкRк, Iк= Iб+Iк0(1+ ) Iб, Iк = Iэ+Iк0 Iэ , Iэ =Iк+Iб, Iб<Iбн, Iк<Iкн.
Iб и Iк – в режиме линейных характеристик,
Iк0 - тепловой ток коллектора,
Iбн, и Iкн - токи насыщения,
- коэффициент передачи Iэ в цепь коллектора транзистора.
- коэффициент передачи Iб в цепь коллектора транзистора.
= /( +1),
= /(1- )

29.

2) Режим отсечки.
Оба перехода смещены в обратном направлении,
транзистор закрыт.
На входных характеристиках - Uбэ<0,
На выходных только одна кривая, где Iб≈0 .
Uбэ<0, Iб=-Iк0, Iк=Iк0, Iэ=0,
+Eк
Rк
R1
Iк0
Uвых
Eг
R2
Uбэ
Uкэ=Eк-Iк0Rк Eк.
Если известны все параметры
схемы, то нужно найти Uбэ и
проверить Uбэ<=0?
К базе подключены два источника:
- ЭДС входного сигнала Ег= Е0,
- источник тока Iк0.
При определении Uбэ пользуются наложением ЭДС: не
участвующие в расчете источники ЭДС считаются КЗ, а все
источники токов разомкнутыми.

30.

+Eк
I (R R )
Eг R2
U бэ к0 1 2
( R1 R2 ) ( R1 R2 )
Rк
Iк0
R1
Положительное Uбэ создается за
счет тока Iк0 и Uвх = Eг (в случае
если при Е0 Eг >0).
Возникает необходимость
введения (–Eсм ) для надежного
запирания ключа.
U бэ
Uвых
Eг
+
_
R2
_
Uбэ
Eсм +
I к0 ( R1 R2 ) ( Eсм ) R1
Eг R2
( R1 R2 ) ( R1 R2 ) ( R1 R2 )
При Ег≠0:
I к0 ( R1 R2 ) ( Eсм ) R1
Eг R2
0
( R1 R2 ) ( R1 R2 ) ( R1 R2 )
При Ег=0: Iк0R1R2/(R1+R2) +(-Eсм) R1/(R1+R2) <0,
Eсм R1
R2
I к0 R1 Eг
R2<|Eсм/Iк0|.

31.

Чтобы транзистор не открылся в расчете учитывают Iк0=Iк0 мах,
который соответствует току при максимальной рабочей
температуре:
Iк0 (Т
Iк0 (Т
мах)
мах)
= Iк0(+20С) 2
Т мах 20
10
= Iк0(+20С) 3
Т мах 20
10
- для кремниевых транзисторов.
- для германиевых транзисторов.
3) Режим насыщения.
Оба перехода смещены в прямом направлении – транзистор
открыт и насыщен
На входных характеристиках соответствует кривая, где Uкэ 0,
на выходных - начальные участки кривых.
Должны выполняться следующие соотношениями:
Iкн=Eк/Rк,
Iбн= Iкн/ = Eк/ Rк,
Uбэ>0,
Uкэ 0,
Iб>Iбн.

32.

Для насыщенного режима представим входную цепь ключа
Iб
R1
I1
+
Eг
_
R2
I2
_
Eсм
+
rвх
I3
+
Uбэн
_
Uбэн – на переходе база-эмиттер
в режиме насыщения.
Iб=I1+I2+I3.
Ток Iб – имеет направление
соответственно стрелке.
Учитывая, что в режиме насыщения rвх транзистора 0 и Uбэн≈0
I1=Eг/R1.
I2=Eсм/R2.
Ток базы транзистора равен:
Iб = Eг /R1+(-Eсм/R2).
Для режима насыщения:
Iб>Eк/(Rк. )
Iб>Iбн Iбн= Iкн/ = Eк/(Rк )
S= Iб/Iбн –коэффициент насыщения.
Если S>1 ключ - насыщенный

33.

Временные диаграммы работы насыщенного ключа на БТр (n-p-n)
Uвх=Eг
+Eк
E1
Rк
E0
Iк0
R1
Uвых
Eг
R2
Uбэ
Uбэн
Uб
Iб
Uвых
Uбз
t
Iк0
Iбн
t
Eк
Uкн
Iк
t
E1
Uк=Eк-Iк0Rк
t
Iкн
Iк0
t
E0

34.

Переходные процессы ключей на БПТ.
Анализ переходных процессов можно делать, решая уравнения
непрерывности. Проще анализировать переходные процессы,
используя «метод заряда». Подробно этот метод описан
Степаненко И.П. «Осн. теории транз. и транз. схем». С.390.
Процесс включения (замыкания) насыщенного
транзисторного ключа можно разделить на три стадии:
•задержка фронта, стадия запаздывания;
•формирование положительного фронта;
•накопление избыточного заряда.
Процесс выключения (размыкания) на две стадии:
•рассасывания избыточного заряда,
•формирование времени спада.

35.

Методы повышения быстродействия
2
1) Форсированное включение.
Сократить длительность фронтов
переходного процесса можно при
форсированном включении и
выключении
1
t1 t2
t
+Eк
Су
Iб
Rк
Т
iб
Iб1
Iбн
Rб
t
Rг
Eг=Е1
Iб0
Приближение к такой форме Iб достигается
за счет С-ускоряющей в базовой цепи.

36.

Без емкости:
+Eк
Су
Eг U бэ
I
; т.к. ( RГ rб ) Rб , Eг U бэ
( RГ rб ) Rб
Eг
1
I б(без С) .
Rб
С емкостью:
Rк
1
б
Т
Rб
Rг
0
rб
Eг=Е
1
I б1
Eг U с U бэ
;
RГ rб Rб
т.к. U c (0) 0, Eг U бэ ,
В первый момент с емкостью
т.к. ( RГ rб ) Rб , то
I
1
б (с С )
Eг
.
RГ rб
1
1
I б(с
I
С)
б(без С) .
Постоянная времени перезаряда емкости в базовой цепи:
су = Су (Rб+RГ+rб) = СуRэкв,
Вследствие нелинейности rб су оказывается различной при
включении и выключении. Обычно считают (выбирают) су ≤ tи

37.

tи
C ус
;
( Rб Rг rб )
tи
С ус
.
Rб
tи – длительность импульса
Сус позволяет получить крутой фронт включения при слабом
последующем насыщении. Сус
+Eф
2) Ненасыщенные ключи.
+Eк
Два способа:
Uдпр
R
а) фиксация коллекторного потенциала
к
1
Iб
б) нелинейная обратная связь.
Дф
а) Если Еф>Uкн, то при достижении на
Т
коллекторе напряжения Uк= Еф-Uпр д диод
открывается и на коллекторе фиксируется
это напряжение Uк.
Еф такое, что Iкн-н(ненасыщ. тран.)< Iкн
I
1
кн-н
Eф
rпр диода
Eк
I .
Rк
1
кн
Eф
Eк rпр диода
Rк
.

38.

б) Нелинейная обратная связь (ОС).
ОС - диод, включенный в прямом направлении.
Д
Rб
Uдпр
Еф
Rк
+Eк
Т
Диод открывается и тем
самым начинает работать
обратная связь при токе
коллектора:
Uкэ=Uвых
Uбэ
U кэ Eф U бэ U дпр ,
U кэ Eк I к Rк
Из этого соотношения можно найти напряжение открывания
диода (Eф+Uбэ -Uдпр)≥Eк-IкRк, и транзистор фиксируется в
активном режиме.

39.

Uдпр
Rб
Rк
+Eк
Дос
При Uвх=0 транзистор заперт за
счет Есм. Цепь ОС начинает
работать при Uкэ ≤ UА=Еф.
Т
А
R
R2
Uэб
Uкэ
UA=Eф
-Eсм
U кэ U д пр
0
Eсм I к
R U бэ ;
R2
Сопротивление R выбирается,
чтобы Еф >Uпр (Uбэ≈0 и Uкэ≈0 ):
0
U д пр
R
.
Eсм
Eк
Rк R2

40.

Фиксация коллекторного напряжения для исключения
глубокой отсечки.
При этом транзистор не входит в режим глубокой отсечки.
В схеме фиксирующий диод
включают наоборот и Еф выбирают
не много меньше Ек.
Когда потенциал коллектора
становиться больше Еф диод
открывается и Uк Еф.
В результате фронт выключения
становиться короче и дальше при
включении уменьшается время на
перезаряд емкостей.
+Eф
+Eк
Iб1
Rк
Дф
Т

41.

Uвх
E1
Фиксация коллекторного
потенциала исключающая
режим глубокой отсечки
E0
t
Uбэн
Uб
Uбз
t
Eк
Uвых
Uк=Eк-Iк0Rк
Uкн
t
Iк
Iкн
Iк0
t
Фиксация коллекторного
потенциала не позволяющая
режим насыщения.
Нелинейная ОС не
позволяющая режим
насыщения.

42.

Полевые транзисторы. Особенности работы в ключевом
режиме
Преимущество перед БП: малый Iз, что соответствует Rвх>1014 Ом.
Управление Ic происходит при изменении Uз.
ПТ с затвором в виде закрытого – перехода (с управляющим
p-n переходом).
n-p и p-n- типа в зависимости от проводимости канала.
З
n-p
З
p-n
С
Работают только в режиме обеднения, это
левая сток-затворная характеристика
И
С
«левая»
ic
«правая»
И
Uзи

43.

ПТ с изолированным затвором
металл-диэлектрик-п\п (МДП) или металл-окисел-п\п (МОП).
Выполняются с каналами двух типов n и p.
Работают МОП в режиме обогащения и обеднения.
С
З
n
З
p
МОП-транзисторам обогащенного типа
соответствует «правая» сток-затворная
характеристика
И
С
ic
«левая»
«правая»
И
Uзи
Проходные IC=f(Uз) характеристики

44.

При разработке схем на ПТ удобно пользоваться картой
входных-выходных напряжений
Выход +
ПТ n- канальный с p-n
переходом
МОП n- канальный
обогащенный
МОП n- канальный
обедненный
Вход МОП p- канальный
обогащенный
БПТ-p-n-p
БПТ-n-p-n
Вход +
ПТp- канальный с n-p
переходом
Выход -

45.

При подаче на усилитель ПТ импульсного сигнала различают,
три режима работы: отсечки, активный и насыщения.
Так как ПТ управляется U (Rвх велико), то на эквивалентных
схемах входная цепь представлена входной емкостью Сзи.
Быстродействие ПТ
Основной недостаток ПТ большие емкости Сзи, Сзс и Сси, что
при большом Rвх приводит к увеличению времени на их
перезаряд и соответственно ограничивает рабочую частоту.
ПТ имеют высокий выходной импеданс, в результате чего
имеют невысокую нагрузочную способность.

46.

Схемы в которых применяются ПТ
1. Схемы с высоким полным сопротивлением: слаботочные,
буферные.
2.Цифровая логика
3. Аналоговые ключи
4.Как переменные сопротивления, источники тока.
5. Как альтернатива БПТ.