3.2.6Ключи на мдп-транзисторах

От биполярных МДП-транзисторы выгодно отличаются весьма большим входным сопротивлением по постоянному току и меньшей площадью, особенно в ИМС.

Рис 3.17 Схемы ключей на МДП-транзисторах

Если напряжение между затвором (3) и истоком (И) менее отрицательно, чем пороговое, транзистор заперт и стоковое напряжение близко к . Когда отрицательным управляющим импульсом транзистор отпирается, рабочая точка оказывается в крутой области стоковых характеристик, где остаточное напряжение на транзисторе мало.

В ИМС ключей роль резисторов выполняют МДП-транзисторы. Это позволяет уменьшить площадь, занимаемую ключом, обеспечивает большую технологичность микросхемы и улучшает ее параметры. Транзистор VT1 является управляющим, а VT2 – нагрузочным, он постоянно открыт. Ключ нормально функционирует, если сопротивление открытого транзистора VT1 много меньше сопротивления отпертого транзистора VT2, что обеспечивается при изготовлении ключа.

Схема ключа на МДП-транзисторах с индуцированными каналами разных типов проводимости на (комплементарных) КМДП-транзисторах.

Рис 3.18 Схема ключа на МДП-транзисторах с

Индуцированными каналами разных типов проводимости на (комплементарных) кмдп-транзисторах.

Управляющее напряжение подается на объединенные затворы . Транзистор VT1 открыт, когда транзистор VT2 отпирается, если более отрицательно, чем отрицательное пороговое напряжение . Когда , транзистор VT1 заперт, транзистор VT2 открыт , т.к по абсолютному значению больше . При транзистор VT1 отпирается, транзистор VT2 закрывается, т.к. теперь оказывается менее отрицательным, чем . Таким образом, VT2 – управляемая нагрузка.

В стационарных состояниях транзисторы VT1 и VT2 открыты попеременно, благодаря чему через них проходит очень малый ток. Поэтому потребляемая мощность мала.

Быстродействие ключей на КМПД-транзисторах на порядок выше, чем других ключей на полевых транзисторах, и ограничено в основном ёмкостями самих транзисторов.

Тема 3.3 формирователи импульсов

С помощью формирователей получают остроконечные и пилообразные импульсы, импульсы трапецеидальной формы. Свойства линейных цепей с частотно-зависимыми элементами используются для построения дифференцирующих и интегрирующих цепей, а свойства нелинейных цепей - при построении ограничителей амплитуды и различных формирователей импульсов.

3.3.1 Дифференцирующие цепи

Ток через конденсатор связан с приложенным к нему напряжением следующим соотношением:

Чтобы воспользоваться результатом дифференцирования, нужно создать напряжение, пропорциональное току .Это имеет место в цепи, в которой выходное напряжение снимается с резистора R:

,

где – постоянная времени цепи.

Рисунок 3.19 Дифференцирующая цепь

Пусть к цепи в момент прикладывается напряжение . Так как конденсатор С мгновенно зарядиться не может, то скачок напряжения выделяется на резисторе R. Благодаря малой постоянной времени цепи, зарядка конденсатора происходит сравнительно быстро, а напряжение на выходе с той же скоростью стремится к нулю. Установившееся значение - результат безошибочного дифференцирования постоянного напряжения.

Чем меньше постоянная времени цепи, тем меньше запаздывание и тем меньше погрешность дифференцирования.

Рассмотрим реакцию цепи на прямоугольный импульс. Его длительность τ_и»τ. Положительный скачок напряжения выделяется на выходе, затем начинается зарядка конденсатора и напряжение на выходе становится практически равным нулю задолго до окончания входного импульса ( ).

В момент окончания входного импульса в цепи будет действовать только напряжение , которое прикладывается к выходу. Поэтому в момент на выходе цепи появляется напряжение с отрицательной полярностью. Этот отрицательный перепад быстро спадает до нуля, так как конденсатор быстро разряжается.

RC-цепь с постоянной времени τ_и»τ , называют дифференцирующей.

Наиболее часто такую цепь используют для дифференцирования прямоугольных импульсов, в результате которого получаются короткие остроконечные импульсы. Поэтому дифференцирующую цепь называют также укорачивающей и обостряющей.

Остроконечные импульсы используются широко, в частности для запуска импульсных устройств. Сохраняя, по существу, крутой фронт исходного прямоугольного импульса, остроконечными импульс спадает настолько быстро, что не влияет на последующую работу запускаемого устройства.

Чем меньше постоянная времени цепи , тем быстрее заряжается и разряжается конденсатор, и тем меньшую длительность имеют выходные импульсы, тем более остроконечными они являются.

Изменение формы импульсов при дифференцировании можно объяснить по-иному: для НЧ-гармоник, составляющих плоскую вершину, сопротивление конденсатора оказывается много больше сопротивления R. Поэтому на выход плоская вершина почти не передаётся.