Инверторы кмоп с тремя выходными состояниями

Такие инверторы имеют дополнительные ключевые транзисторы, управление которыми осуществляется по независимой цепи ЕО. Если оба этих ключа открыты, инвертор

а	ЕО	F
0 1 0 1	0 0 1 1	Z Z 1 0

действует подобно обычному. Когда ключи закрыты, питание прекращается и выходной вывод приобретает очень большое сопротивление по отношению к обеим шинам питания (пример К561 ЛН1). Если к выходу подсоединить конденсатор, то при третьем состоянии разряд конденсатора будет продолжительным вследствие высоких сопротивлений входа и выхода транзисторов. Это свойство используется для построения ОЗУ, ждущих мультивибраторов, реле времени с большой выдержкой.

Двунаправленный ключ.

Эта специфический узел, состоящий из КМОП – транзисторов и не имеет функциональных аналогов среди микросхем других видов логики.

Ключ состоит из двух МОП транзисторов с каналами разных типов проводимости. Истоки и стоки обоих приборов соединены между собой и выведены наружу. Управление осуществляется двумя взаимоинверсными сигналами Vи, которые поступают на затворы транзисторов от управляющего инвертора.

При V=транзисторыиключе открыты.

При V=-,- заперты.

условное изображение

Проводящие каналы обоих транзисторов имеют сопротивление 20 – 500 Ом, носит активный характер, а линейно в рабочем диапазоне входных напряжений, и обладают двуобгонной проводимостью. По этим причинам двунаправленные ключи используют для коммутации как дискретных так и аналоговых сигналов. В закрытом состоянии сопротивление между выводами xиyсоставляетОм.

Логические элементы кмоп.

На основе инверторов КМОП реализуются многие функциональные логические схемы. Для реализации логических элементов И – НЕ в положительной логике транзисторы с n- каналом включаются последовательно друг с другом, с р- каналом параллельно, а для операции ИЛИ – НЕ наоборот.

Принципиальная схема логического Принципиальная схема логического

элемента 2И - НЕ элемента 2ИЛИ - НЕ

Для И – НЕ при a=b= 1 обаn- канальных транзистора открыты, а для р- канальные заперты, на выходеy= 0. Если хотя бы один входной сигнал равен 0, то один из р- транзисторов откроется, а спаренный с нимn- канальный транзистор закроется иy= 1.

Аналогично для элемента ИЛИ – НЕ, когда a=b= 0 оба р- канальных транзистора открыты, аn- канальные закрыты.

На выходе . Если хотя бы на один входaилиbили оба сразу поступает, соответствующийn- канальный открывается, парный р- канальный закроется и на выходе.

Логические элементы КМОП с большим числом входов организованы подобным образом.

Практические рекомендации.

1. Затвор и подложка МОП транзистора, разделенные диэлектриком образуют конденсатор (С = 5 пФ). Электрическая прочность не превышает 150 – 200 В. На теле человека и на оборудовании за счет электризации могут возникать заряды статического электричества в несколько киловольт.

Для защиты транзисторов от повреждения высоким напряжением каждый вход ИС КМОВ снабжают диодно защитной цепью.

R= 0,5 – 1,5 кОм

В зависимости от значения и полярности перегрузочного напряжения диоды либо проводят в прямом направлении В, либо находятся в режиме лавинного пробоя, который наступает при обратном напряжении 30 – 35 В. Лавинный пробой диодов имеет обратимый характер и на работоспособности ИС не отражается.

В нормальных условиях, когда амплитуда входного напряжения не выходит за пределы – 0,7 В В отпирания входных диодов не происходит.

Предельный допустимый ток охранных диодов мА (мА).

Если на вход поступают большие напряжения, то на вход подключают дополнительный ограничивающий резистор для ограничения тока через диоды (до 1 – 2 мА)

.

2. При работе ИС на большую емкостную нагрузку (С > 500 пФ) для защиты выходных транзисторов и выходу добавляется ограничивающий резистор.

3. Входы КМОП микросхем (в отличие от ТТЛ) недопустимо оставлять свободными на не подсоединенных входах могут возникнут непредсказуемые напряжения за счет наводок и связей через паразитные ёмкости.

4. Микросхемы КМОП при В допускают короткие замыкания выхода с шины питания или общей шиной.

5. Для создания уровней логических “1” и “0” входы непосредственно соединяют с шинами питания и общей шиной соответственно.

6. Для согласования выходных уровней КМОП структур со входами ТТЛ схем применяются ИСК561ЛН2 и К561ПУ4. ЛН2 содержит 6 инверторов, а ПУ4 6 повторителей с повышенной нагрузочной способностью по току.

Для согласования выхода ТТЛ со входом КМОП при питании последних повышенным напряжением >5 В применяют ИС К561ПУ7, ПУ8, содержащих по шесть преобразователей уровня. ПУ8 выполняет эту операцию без инверсии, а ПУ7 с инверсией.