- •Принципиальные электрические схемы логических элементов и-не:
- •Результаты экспериментальных исследований:
- •Графики зависимостей:
- •Выводы:
- •Контрольные вопросы:
- •Объясните назначение компонентов схемы элемента диодно- транзисторной логики (дтл).
- •Объясните назначение компонентов схемы элемента ттл.
- •Сравните значения основных параметров логических элементов, схемы которых приведены на рис. 1 и рис. 2.
- •В чем заключается назначение "смещающих" диодов в схемах исследованных логических элементов и-не?
- •Какой вид имеет идеальная статическая характеристика логического элемента и почему?
- •В каком режиме работает транзистор vt1 в схеме, изображенной на рис. 4, при подаче на все входы элемента uвх 1 ?
- •В каких режимах работает каждый из транзисторов в схемах, приведенных на рис. 3 и рис. 5 при подаче на все входы элемента uвх 0 ?
- •В каких режимах работает каждый из транзисторов в схемах, приведенных на рис. 3 и рис. 5 при подаче на все входы элемента uвх 1 ?
- •Чему равны падения напряжения на р-n-переходах открытых и насыщенных транзисторов лэ?
- •Какие факторы ограничивают быстродействие логических элементов и цифровых схем?
- •Расскажите о способах повышения быстродействия логических элементов.
- •Какими величинами оценивается быстродействие современных логических элементов?
- •Каковы уровни напряжений, соответствующих логическим уровням современных цифровых устройств?
- •Что такое нагрузочная способность логического элемента?
- •Изобразите схему возможной реализации логического элемента или- не на биполярных транзисторах, и поясните основные моменты ее функционирования.
- •Изобразите схему возможной реализации логического элемента "Исключающее или" на биполярных транзисторах, и поясните основные моменты ее функционирования.
- •Изобразите схемы возможной реализации логических элементов на полевых транзисторах и поясните основные моменты их функционирования.
- •Перечислите основные технологии изготовления цифровых микросхем и дайте краткую характеристику каждой из них.
- •7. Список литературы
В каких режимах работает каждый из транзисторов в схемах, приведенных на рис. 3 и рис. 5 при подаче на все входы элемента uвх 0 ?
Транзистор VT1 выполняет роль фазорасщепительного каскада, формируя на двух своих выходах противоположные по фазе напряжения.
Если хотя бы на один из входов схемы ЛЭ подается напряжение низкого уровня, то транзистор VT1 будет закрыт. Из-за отсутствия тока его коллектора, потенциал коллектора оказывается высоким, а эмиттера - низким.
В итоге, транзистор VT3 будет закрыт, а транзистор - VT2 открыт, поскольку на его базовом выводе оказывается высокий потенциал коллектора VT1.
При этом на выходе логического элемента формируется напряжение высокого уровня, поскольку через открытый транзистор VT2 ток от источника питания Eп может протекать (и протекает) в цепь нагрузки на выходе схемы
В каких режимах работает каждый из транзисторов в схемах, приведенных на рис. 3 и рис. 5 при подаче на все входы элемента uвх 1 ?
В случае, когда на оба входа подается напряжение высокого уровня, транзисторы VT1 и VT3 открываются, а VT2 закрывается.
На выходе элемента при этом формируется напряжение низкого уровня, поскольку ток от источника уже никак не может попасть в цепь нагрузки ни через VT2, ни иным путем.
Чему равны падения напряжения на р-n-переходах открытых и насыщенных транзисторов лэ?
На каждый р-п-переход транзистора может быть подано как прямое, так и обратное напряжение. В соответствии с этим различают четыре
10
режима работы биполярного транзистора: режим отсечки,
режим насыщения, активный режим и инверсный режим.
Активный режим обеспечивается подачей на эмиттерный переход прямого напряжения, а на коллекторный – обратного (основной режим работы транзистора). Этот режим соответствует максимальному значению коэффициента передачи тока эмиттера и обеспечивает минимальное искажение усиливаемого сигнала.
В режиме насыщения оба перехода находятся под прямым смещением.
В этом случае выходной ток не зависит от входного и определяется только параметрами нагрузки.
В инверсном режиме к коллекторному переходу приложено прямое напряжение, к эмиттерному – обратное.
В режиме отсечки оба перехода смещены в обратных направлениях.
Выходной ток близок к нулю.
Какие факторы ограничивают быстродействие логических элементов и цифровых схем?
Когда усилитель-инвертор с резисторной нагрузкой R3 в цепи коллектора имеет большое выходное сопротивление при формировании высокого уровня напряжения на выходе, это ограничивает быстродействие элемента вследствие образующейся большой постоянной времени заряда емкости нагрузки и снижает нагрузочную способность элемента.
Какой параметр транзистора (например, коэффициент усиления тока, напряжение насыщения, напряжение отсечки, время переключения, и т. п.) оказывает наибольшее влияние на величину UВХ 0 в схеме ЛЭ с простым инвертором (транзистор VT1 в схеме на рис. 1)?
11
Расскажите о способах повышения быстродействия логических элементов.
В схемах ЛЭ применяют сложный инвертор, дополнительно усовершенствованный за счет добавления цепи R3 - R4 - VT3. Цепь, выполненная на элементах R3- R4 VT3, служит для повышения крутизны статической характеристики в зоне усиления. Чем больше крутизна переходного участка статической характеристики, тем уже переходной участок на статической характеристике логического элемента; у идеального ЛЭ этот участок отсутствует.