- •Техническая Электроника
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 пассивные компоненты электронных устройств
- •1.1. Резисторы
- •Числовые коэффициенты первых трех рядов
- •Допустимые отклонения сопротивлений
- •Основные параметры резисторов
- •1.1.1. Система условных обозначений и маркировка резисторов
- •Специальные резисторы
- •1.2. Конденсаторы
- •1.2.1. Система условных обозначений конденсаторов
- •1.2.2. Параметры постоянных конденсаторов
- •1.2.3. Конденсаторы переменной ёмкости
- •1.3. Катушки индуктивности
- •Параметры катушек индуктивности
- •Глава 2 полупроводниковые диоды
- •2.1. Физические основы полупроводниковых приборов
- •2.2. Примесные полупроводники
- •2.3. Электронно-дырочный переход
- •2.4. Физические процессы в p–n переходе
- •2.5. Контактная разность потенциалов
- •2.6. Прямое включение p–n перехода
- •2.7. Обратное включение p–n перехода
- •2.8. Вольт–амперная характеристика p–n перехода
- •2.9. Пробой p–n перехода
- •2.10. Емкостные свойства p–n перехода
- •2.11. Полупроводниковые диоды
- •Система обозначения полупроводниковых диодов
- •2.12. Выпрямительные диоды
- •Параметры выпрямительных диодов
- •2.13. Стабилитроны
- •Параметры стабилитрона
- •2.14. Варикапы
- •Параметры варикапов
- •2.15. Импульсные диоды
- •Параметры импульсных диодов
- •2.15.1. Диоды с накоплением заряда и диоды Шотки
- •2.16. Туннельные диоды
- •Параметры туннельных диодов
- •2.17. Обращенные диоды
- •Глава 3 биполярные транзисторы
- •3.1. Режимы работы биполярного транзистора
- •3.2. Принцип действия транзистора
- •3.3. Токи в транзисторе
- •3.4. Статические характеристики
- •3.4.1. Статические характеристики в схеме с об входные характеристики
- •Выходные характеристики
- •Характеристики прямой передачи
- •Характеристики обратной связи
- •3.5. Статические характеристики транзистора в схеме с оэ
- •3.6. Малосигнальные параметры Дифференциальные параметры транзистора
- •Система z–параметров.
- •Система y–параметров
- •Система h–параметров
- •Определение h–параметров по статическим характеристикам
- •3.7. Малосигнальная модель транзистора
- •3.8. Моделирование транзистора
- •3.9. Частотные свойства транзисторов
- •3.10. Параметры биполярных транзисторов
- •Глава 4 полевые транзисторы
- •4.1. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом
- •Статические характеристики
- •4.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •4.2.2. Статические характеристики мдп-транзистора с
- •4.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •4.4. Cтатические характеристики транзистора со
- •4.5. Cпособы включения полевых транзисторов
- •4.6. Полевой транзистор как линейный четырехполюсник
- •4.7. Эквивалентная схема и частотные свойства
- •4.8. Основные параметры полевых транзисторов
- •Глава 5 полупроводниковые переключающие приборы
- •5.1. Диодный тиристор
- •5.2. Триодный тиристор
- •5.3. Симметричные тиристоры (симисторы)
- •5.4. Параметры тиристоров
- •Глава 6 электронно-лучевые приборы
- •6.1. Электростатическая система фокусировки луча
- •6.2. Электростатическая отклоняющая система
- •6.3. Трубки с магнитным управлением электронным лучом
- •6.4. Экраны электронно-лучевых трубок
- •6.5. Система обозначения электронно-лучевых трубок
- •6.6. Осциллографические трубки
- •6.7. Индикаторные трубки
- •6.8. Кинескопы
- •6.9. Цветные кинескопы
- •Глава 7 элементы и устройства оптоэлектроники
- •7.1. Источники оптического излучения
- •7.2. Характеристики светодиодов
- •7.3. Основные параметры светодиодов
- •7.4. Полупроводниковые приемники излучения
- •7.5. Фоторезисторы
- •7.6. Характеристики фоторезистора
- •7.7. Параметры фоторезистора
- •7.8. Фотодиоды
- •7.9. Характеристики и параметры фотодиода
- •7.10. Фотоэлементы
- •7.11. Фототранзисторы
- •7.12. Основные характеристики и параметры фототранзисторов
- •7.13. Фототиристоры
- •7.14. Оптопары
- •7.15. Входные и выходные параметры оптопар
- •7.16. Жидкокристаллические индикаторы
- •Параметры жки
- •Глава 8 элементы интегральных микросхем
- •8.1. Пассивные элементы интегральных микросхем
- •8.1.1. Резисторы
- •8.1.2. Конденсаторы
- •8.1.3. Пленочные конденсаторы
- •8.2. Биполярные транзисторы
- •8.3. Диоды полупроводниковых имс
- •8.4. Биполярные транзисторы с инжекционным питанием
- •8.5. Полупроводниковые приборы c зарядовой связью
- •Применение пзс
- •Параметры элементов пзс
- •Глава 9 основы цифровой техники
- •9.1. Электронные ключевые схемы
- •9.2. Ключи на биполярном транзисторе
- •9.3. Ключ с барьером Шотки
- •9.4. Ключи на мдп транзисторах
- •9.5. Ключ на комплементарных транзисторах
- •9.6. Алгебра логики и основные её законы
- •9.7. Логические элементы и их классификация
- •Классификация ис по функциональному назначению
- •Классификация ис по функциональному назначению
- •9.8. Базовые логические элементы цифровых
- •9.9. Диодно–транзисторная логика
- •9.10. Транзисторно–транзисторная логика (ттл)
- •9.11. Микросхемы ттл серий с открытым коллектором
- •9.12. Правила схемного включения элементов
- •9.13. Эмиттерно–связанная логика
- •9.14. Интегральная инжекционная логика (и2л)
- •9.15. Логические элементы на мдп-транзисторах
- •9.16. Параметры цифровых ис
- •9.17. Триггеры
- •Параметры триггеров
- •9.18. Мультивибраторы
- •9.18.1. Мультивибраторы на логических интегральных элементах
- •9.18.2. Автоколебательный мультивибратор с
- •9.18.3. Автоколебательные мультивибраторы с
- •9.18.4. Ждущие мультивибраторы
- •Глава 10 аналоговые устройства
- •10.1. Классификация аналоговых электронных устройств
- •10.2. Основные технические показатели и характеристики аналоговых устройств
- •10.3. Методы обеспечения режима работы транзистора в каскадах усиления
- •10.3.1. Схема с фиксированным током базы
- •10.3.2. Схема с фиксированным напряжением база–эмиттер
- •10.3.3. Схемы с температурной стабилизацией
- •10.4. Стабильность рабочей точки
- •10.5. Способы задания режима покоя в усилительных
- •10.6. Обратные связи в усилителях
- •10.6.1. Последовательная обратная связь по напряжению
- •10.6.2. Последовательная обратная связь по току
- •10.7. Режимы работы усилительных каскадов
- •10.8. Работа активных элементов с нагрузкой
- •10.9. Усилительный каскад с общим эмиттером
- •10.10. Усилительный каскад по схеме с общей базой
- •10.11. Усилительный каскад с общим коллектором
- •10.12. Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •10.12.1. Усилительный каскад с ои
- •10.12.2. Усилительный каскад с общим стоком
- •10.13. Усилители постоянного тока
- •Глава 11 Дифференциальные и операционные усилители
- •11.1. Дифференциальные усилители
- •11.2. Операционные усилители
- •11.3. Параметры операционных усилителей
- •11.4. Амплитудно и фазочастотные характеристики оу
- •11.5. Устройство операционных усилителей
- •11.6. Оу общего применения
- •11.7. Инвертирующий усилитель
- •11.8. Неинвертирующий усилитель
- •11.9. Суммирующие схемы
- •11.9.1. Инвертирующий сумматор
- •11.9.2. Неинвертирующий сумматор
- •11.9.3. Интегрирующий усилитель
- •11.9.4. Дифференцирующий усилитель
- •11.9.5. Логарифмические схемы
- •11.9.6. Антилогарифмирующий усилитель
- •Глава 12 компараторы напряжения
- •Глава 13 Цифро-аналоговые преобразователи
- •13.1. Параметры цап
- •13.2. Устройство цап
- •Глава 14 Аналого-цифровые преобразователи
- •14.1. Параметры ацп
- •14.2. Классификация ацп
- •14.3. Ацп последовательного приближения
- •ЛитературА
9.11. Микросхемы ттл серий с открытым коллектором
Для расширения функциональных возможностей у отдельных микросхем выходы выполнены так, что верхний выходной транзистор и относящиеся к нему элементы отсутствуют. Такие логические элементы называют элементами со свободным (открытым) коллектором (рис. 9.18).
Верхний транзистор обычной транзисторной выходной пары отсутствует, а вывод имеет коллектор нижнего транзистора VТ3. Если хотя бы один из входных сигналов равен 0, транзистор VТ3 закрыт, на выходе схемы формируется напряжение низкого уровня. Такой выходной каскад не способен сам по себе сформировать на выходе высокий уровень напряжения. На практике коллектор транзистора VТ3 такой микросхемы подключается внешним монтажом к дополнительному источнику напряжения через нагрузочное сопротивление. Нагрузочным сопротивлением может быть резистор, реле, элементы индикации (светодиод, лампа накаливания), коаксиальный кабель, вход усилителя мощности и др. Напряжение, к которому подключается внешняя нагрузка, может значительно превышать напряжение питания микросхемы.
Микросхемы с открытым коллектором позволяют:
– быть переходным звеном от логической части устройства к элементам вывода информации, т.е. используются для управления внешними устройствами;
– обеспечить реализацию дополнительной логической функции при непосредственном соединении между собой выходов нескольких микросхем.
Объединение выходов нескольких функциональных узлов называют монтажной (проводной) логикой. При таком соединении, если на выходе одного или нескольких элементов будет низкий потенциал (логический 0 в положительной логике), то низкий потенциал будет на выходе всей схемы. При наличии логической единицы на всех выходах на общей объединенном выходе будет значение логической единицы. Параллельное подключение нескольких открытых коллекторов к общей нагрузке создает систему, выполняющую логическую операцию И (монтажное И)
. (9.25)
Каждый из логических элементов в свою очередь выполняет логическую операцию И–НЕ
; . (9.26)
Следовательно, выходная логическая функция системы
. (9.27)
При работе схем с монтажной логикой необходимо учитывать, что каждый компонент схемы утрачивает самостоятельность и действует как элемент общей системы. Графическое представление рассмотренной функции представлено на рис. 9.18,б, в. Включение логических выходов на общую нагрузку (монтажная логика) условно изображается в виде логического элемента, выполняющего соответствующую логическую функцию (рис. 9.18,б). А то, что это не реальная микросхема, а способ соединения выводов, к символу выполняемой операции добавляется условный знак – (ромб) в поле микросхемы или в точке соединения выводов (рис. 9.18,в). Примерами элементов с открытым коллектором являются микросхемы К155ЛА7; К155ЛА11.
Подавая разные значения напряжения питания в схемах с открытым коллектором, можно получать разные уровни выходного сигнала. Это позволяет осуществлять согласование микросхем серии ТТЛ с другими сериями, имеющими другие значения логических нулей и единиц, не используя дополнительных преобразователей уровней.
Максимальное число объединяемых элементов и максимальное значение Rн макс ограничиваются соотношением значения этого сопротивления и токов утечки выходных транзисторов. Когда все транзисторы закрыты, падение напряжения на Rн от суммарного тока утечки не должно снижать высокий уровень на выходе ниже допустимого (рис. 9.19,а). Rн мин ограничено максимально допустимым током открытого выходного транзистора (рис. 9.19,б).
Сопротивление Rн макс находят из условия обеспечения большого выходного напряжения (рис. 9.19,а)
, (9.28)
где Kоб вых – число объединенных выходов;
Iут вых – ток утечки на выходе;
Rоб вх – число подключенных входов.
Минимальное сопротивление Rн мин находят из условия получения минимального выходного напряжения – логического нуля (рис. 9.19,б)
, (9.29)
где – максимальный допустимый выходной ток одного элемента при обеспечении логического нуля на его выходе.
Конкретное значение Rн выбирают из условия требуемого быстродействия при наименьшей потребляемой мощности. Максимальное быстродействие достигается тогда, когда Rн близко к минимальному значению. С повышением Rн увеличивается время заряда паразитных емкостей при высоком уровне выходного напряжения, и уменьшается потребление тока при низком уровне.