Теоретическое обобщение по теме.
До настоящего времени довольно широко используется транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) малой и средней степени интеграции. Однако благодаря новым технологиям в области изготовления МОП- и КМОП-логических схем, ТТЛ была основательно потеснена. Современные технологии позволили строить цифровые системы большой (БИС) и сверхбольшой (СБИС) степени интеграции. Лидирующее место принадлежит КМОП-логике, которая даже слегка притормозила развитие довольно переспективных технологий, сомещающих в себе биполярные и МОП-транзисторы (БиКМОП-логика). Такое стремиттельное развитие логических элементов по КМОП-технологии неслучайно, так как у них:
входные цепи не потребляют токов, и только с повышение частоты и мощности с этими токами приходиться считаться;
высокая нагрузочная способность при малой потребляемой мощности;
высокое входное сопротивление позволяет использовать их в микросхемах памяти (накопленный заряд используется для хранения информации).
МОП-транзисторы не нуждаются в дополнительной изоляции между элементами, так как у них канал отделён от затвора диэлектриком. Кроме того, современные технологии позволяют изготавливать «короткоканальные» МОП-транзисторы (с длиной канала 0,06 мк). По этим причинам степень интеграции микросхем на МОП-транзисторах гораздо выше, чем на биполярных (СБИС на МОП-транзисторах содержат десятки миллионов МОП-транзисторов).
6. Автогенераторы
6.1. Общие сведения
Генератор ─ это устройство, которое преобразует энергию источника постоянного напряжения в энергию переменного выходного сигнала заданной формы.
В зависимости от формы выходного сигнала различают генераторы двух видов ─ генераторы синусоидальных сигналов и генераторы несинусоидальных сигналов (генераторы нестандартных сигналов). Независимо от формы выходного сигнала генераторы работают в одном из двух режимов ─ режим автоколебаний и режим запуска внешними импульсами (ждущий или заторможенный режим).
Особенностью режима автоколебаний является то, что колебания в генераторе возникают не под действием внешнего сигнала, а в соответствии со схемным решением генератора. То есть колебания возникают, как бы, самостоятельно, поэтому такие колебания названы автоколебаниями, а генератор ─ автогенератором. Причиной возникновения таких колебаний являются слабые колебания, которые возникают в любой электронной схеме при подключении источника питания. Такого рода колебания называют флуктуацией. Выходное переменное напряжение на выходе формируется практически сразу же после подключения источника питания.
На рис.14.11 показана структурная схема автогенератора с положительной обратной связью (ПОС). ЦОС ─ цепь обратной связи.
Рис.14.11. |
|
Рис.14.12.
Возникшие в схеме флуктуации, усиливаются усилителем и по цепи положительной обратной связи поступают опять на вход, складываясь с сигналом флуктуации. Выходной сигнал при этом будет лавинообразно нарастать и, таким образом, схема работает в режиме самовозбуждения. Нарастание колебаний на выходе будет происходить до тех пор, пока активный элемент не перейдёт в нелинейный режим. В автогенераторе устанавливается стационарный режим ─ режим устойчивых автоколебаний. Автогенераторы обычно применяются в качестве задающих генераторов.
Генераторы с внешним запуском не формируют напряжения на выходе, даже если источник питания подключен (рис.14.12). И в таком состоянии они могут находиться сколь угодно долго, а точнее ─ пока на вход не будет подан запускающий импульс (управляющий импульс Uупр). Ждущие генераторы используются в электронных устройствах, которые преобразуют форму импульсов к требуемому виду.