[Править]Переключательный каскад с общим эмиттером
При смещении рабочей точки в одно из двух крайних состояний на проходной характеристике каскад с ОЭ имеет два устойчивых крайних состояния и неустойчивое центральное состояние, каскад при этом является переключательным, работает в ключевом режиме, как реле (закрыт, открыт) и применяется как инвертор в логических элементах. Как и контактные группы реле, переключательные каскады могут быть нормально закрытыми (разомкнутыми) и нормально открытыми (замкнутыми), это определяется положением рабочей точки на проходной характеристике.
9. Схема с общим эмиттером в режиме малого сигнала.
Рис. 3.1. Эквивалентная схема транзистора с общим эмиттером в режиме
малого входного сигнала.
В данной схеме: rб - объемное сопротивление базового слоя
транзистора, rЭ=∆UЭ/∆IЭ - дифференциальное сопротивление эмиттерного
перехода, βIб - генератор тока, зависящий от тока базы, β - коэффициент
усиления базового тока, rК - сопротивление коллекторного перехода в
схеме с общей базой.
Следует учесть, что данная эквивалентная схема справедлива лишь
для сравнительно невысоких частот, т.е. частот, на которых не
сказываются частотные свойства транзистора. На более высоких частотах
усилительные свойства транзистора уменьшаются из-за влияния ёмкости
коллекторного перехода и уменьшения с частотой β транзистора.
10 Эмиттерный повторитель (схема с общим коллектором). Основные свойства эмиттерного повторителя.
Эмиттерный повторитель — частный случай повторителей напряжения на основе биполярного транзистора. Характеризуется высоким усилением по току и коэффициентом передачи по напряжению, близким к единице. При этом входное сопротивление относительно велико (однако оно меньше, чем входное сопротивление истокового повторителя), а выходное — мало.
В эмиттерном повторителе используется схема включения транзистора с общим коллектором (ОК). То есть напряжение питания подаётся на коллектор, а выходной сигнал снимается с эмиттера. В результате чего образуется 100 % отрицательная обратная связь по напряжению, что позволяет значительно уменьшить нелинейные искажения, возникающие при работе. Следует также отметить, что фазы входного и выходного сигнала совпадают. Такая схема включения используется для построения входных усилителей, в случае если выходное сопротивление источника велико, и как буферный усилитель,а также в качестве выходных каскадов усилителей мощности.
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=Iэ/(Iэ-Iк) = 1/(1-α) = β [β>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=(Uбэ+Uкэ)/Iб
Достоинства:
Большое входное сопротивление
Малое выходное сопротивление
Недостатки:
Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
20 Кмоп логика
КМОП (К-МОП комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник)— технология построения электронных схем. КМОП-логика (комплементарная МОП-логика) — каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП). В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости. Отличительной особенностью схем КМОП является очень малое энергопотребление в статическом режиме (в большинстве случаев можно считать, что энергия потребляется только во время переключения состояний). Отличительной особенностью структуры КМОП по сравнению с другими МОП-структурами (N-МОП, P-МОП) является наличие как n-, так и p-канальных полевых транзисторов; как следствие, КМОП-схемы обладают более высоким быстродействием и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления и меньшей плотностью упаковки.
Подавляющее большинство современных логических микросхем, в том числе, процессоров, используют схемотехнику КМОП.
КМОП логические элементы на комплементарных ключах
а — элемент ИЛИ-НЕ; б — элемент И-НЕ
Основное достоинство КМОП-ключей состоит в том, что изменение выходного напряжения не связано с изменением тока: он остается близким к нулю. Это преимущество — ничтожную потребляемую мощность — сохраняют и КМОП логические элементы.
Закономерность структуры КМОП логических элементов: параллельное соединение одного типа транзисторов сопровождается последовательным соединением транзисторов другого типа. Выполняемая логическая функция определяется включением транзисторов «нижнего этажа». В рассматриваемых схеме — это n-канальные транзисторы. Если изменить полярность питающего напряжения, то в «нижнем этаже» окажутся транзисторы с p-каналом.