3. Объяснить работу электрической схемы инвертора.

Одним из базовых элементов для построения микросхем серии К561(564) является инвертор, электрическая схема которого приведена на рис. Инвертор состоит из дополняющих(комплиментарных) МДП(МОП) (металл — диэлектрик (окисел) — полупроводник) транзисторов p и n-типа проводимости. МДП-транзистор с каналом /р-типа М2 выполняется в кремниевой подложке n -типа, в которой располагаются две области /р-типа (области стока и истока). На поверхности подложки, между стоком и истоком, находится тонкий слой окисла кремния(диэлектрика), покрытый металлом, который образует управляющий электрод — затвор. Для n -канального транзистора Ml в окисле вытравливается окно, через которое проводится диффузия положительных зарядов для образования области р-типа, которая служит подложкой n -канального МДП- транзистора. Состояние МДП-транзистора (открыт или закрыт) зависит от напряжения на затворе, который используется в логических схемах в качестве входа.

Так как затвор изолирован от всех остальных электродов слоем диэлектрика, то входное сопротивление МДП-транзистора R >10¹⁰Ом,чтообеспечивает высокую нагрузочную способность. Истоком считается тот электрод, из которого вытекают неосновные для подложки носители при образовании проводящего канала, то есть у р-канального транзистора истоком считается та/р-область, которая имеет более высокий потенциал, а у n -канального та n -область, которая имеет более низкий потенциал.

В инверторе исток и подложка р-канального МДП-транзистора подключаются к положительному источнику питания, а исток и подложка л-канального транзистора к «земле». Стоки объединяются вместе и являются выходом инвертора, а соединенные затворы — входом. Если на вход инвертора подано напряжение низкого уровня «лог.О», то Ml закрыт, а М2 — открыт и на выходе инвертора будет напряжение «лог. 1».Если на вход инвертора подано напряжение «лог.1»,то Ml— открыт, а М2 — закрыт, и на выходе инвертора — напряжение«лог.О». Входная цепь из диодов D1 и D2 защищает пленку окисла затвора от пробоя от статического или наведенного от силовых цепей электричества. Резистор R1, уменьшает скорость нарастания напряжения на затворе настолько, что при необходимости успевают сработать охранные диоды. Наличие диодов определяет порядок подачи напряжений на инвертор.

4. Объяснить работу электрической схемы с тремя состояниями на выходе.

Схемы с тремя состояниями имеют дополнительный вход разрешения Е прохождению основного сигнала на выход схемы. Здесь в стандартную схему инвертора добавлен инвертор на транзисторах Q1, Q2, Q3 и диод D3. При подаче единицы (сигнала запрета) на вход разрешения Е, открывается транзистор Q3 и замыкается через диод D3 коллектор Q5 основного инвертора на шину нулевого потенциала. При этом закрываются транзисторы Q6 и Q7 и на выходе OUT устанавливается разомкнутое состояние Z (инвертор отключается от проводника нагрузки «шины»»). При подаче нулевого потенциала на вход Е транзистор Q3 закрыт, высокий потенциал на его коллекторе запирает диод D3, отключая коллектор транзистора Q5 от схемы дополнительного инвертора. Основной инвертор работает в своем обычном режиме.

Эти схемы разработаны специально для обслуживания проводника шины данных. Если к такому проводнику присоединить много выходов, находящихся в неактивном состоянии Z, то они не будут влиять друг на друга и на один(в каждый момент только один) из выходов, находящегося в активном состоянии, по которому передается в этот момент информация. Такое соединение схем с тремя состояниями называется монтажным ИЛИ.