- •Работа № 3. Ключевой рЕжим работы транзистора
- •Вопросы по ключам.
- •1 .Чтотакое глубина насыщения транзисторного ключа и на какие его свойства и как она оказывает влияние?
- •2.Как уменьшить задержку включения ключа?
- •3. Каким образом можно предотвратить глубокое насыщение транзистора в ключе и какова цена достижения этого результата?
- •4. Что такое инверсное запирание ключа и в каких случаях оно возникает?
- •5. Зачем резистор в цепи базы транзисторного ключа шунтируется конденсатором? Какой емкостью он должен обладать?
- •6. На ключ подавались управляющие сигналы, длительностью о,1 tauн и 10 tauн. Какими параметрами выходные импульсы будут различаться и почему?
- •7. Чем определяется скорость выхода из насыщения транзистора в простейшем биполярном ключе?
- •8. Каким образом в ключе на биполярном транзисторе можно уменьшить длительность фронта выходного сигнала?
- •9. Каким образом в ключе на биполярном транзисторе можно управлять длительностью среза выходного сигнала?
- •10. Каким образом в ключе можно уменьшить задержку выключения?
- •11. Каковы достоинства и недостатки ттл-ключа со сложным инвертором?
- •12. Чем определяются уровни выходного напряжения для ттл-ключа со сложным инвертором?
- •13. Какие требования предъявляются к мэт в ттл-ключах и как они обеспечиваются?
- •14. Чем определяется нагрузочная способность ттл-ключа в состоянии «0»?
- •15. Какова нагрузочная способность ттл-ключа в состоянии «1»?
- •16. Есть ли в ттл-ключе обратные связи? Если есть, то какие и где?
- •17. Зачем в эмиттерной цепи фазоинвертора ттл-ключа установлен дополнительный транзистор? Как он влияет на свойства ключа?
- •21. От чего зависит нагрузочная способность ттл-ключа и как ею управлять?
- •22. Что добавлено в ттл-ключе со сложным инвертором для устранения скола на передаточной характеристике при смене уровня выходного сигнала с высокого на низкий?
- •23. Каким образом достигнуто поочередное отпирание выходных транзисторов у ттл-ключа со сложным инвертором?
- •Всегда ли в ттл-ключе выходные транзисторы находятся в противоположных состояниях (один открыт, другой заперт)? и если нет, то к чему это ведет?
- •Для чего в выходной цепи ттл-ключа со сложным инвертором установлен диод?
- •26. Каким образом перевести ттл-ключ в третье состояние и зачем это необходимо?
- •27. Что такое ттл-ключ с открытым коллектором и в каких случаях он находит применение?
- •28. Чем определяется быстродействие ттл-ключа при его включении?
- •29. Чем определяется скорость выключения ттл-ключа?
- •30. За счет чего ттл-ключ со сложным инвертором способен работать на значительную емкостную нагрузку?
- •При каком числе нагрузок (большем или меньшем) оконечный транзистор ттл-ключа дольше выходит из насыщения?
- •С помощью каких характеристик описывается поведение ключей?
- •33. Что такое передаточная характеристика ключа и какие параметры ключа можно из нее извлечь?
- •Каким образом экспериментально можно оценить быстродействие ключа?
- •36. Почему в настоящее время широкое распространение имеют ттл. Эсл и кмоп ключи?
- •37. Как для простейшего однотранзисторного ключа графически определить верхний и нижний уровни выходного напряжения?
- •38. Каким образом на уровни выходного сигнала влияет коэффициент разветвления по выходу?
- •Вопросы по эсл-ключам.
- •1.Каким образом в эсл-ключе обеспечивается работа транзисторов в нао? Всегда ли справедливо это утверждение?
- •2. Чем определяются уровни и перепад напряжения у эсл-ключа?
- •8. Почему уровень выходного сигнала у эсл-ключа мало зависит от числа нагрузок?
- •9. Как назначаются параметры резисторов эсл-ключей?
- •10. Генерирует ли эсл-ключ помехи в цепях питания при переключении?
- •16. Если увеличить значительно число нагрузок на эсл-ключ, как изменится и какая из составляющих задержки распространения сигнала?
- •Ключи на униполярных транзисторах
- •1.В каких областях и почему там находится рабочая точка переключательного и нагрузочного транзистора включе к-моп типа?
- •2. Почему в ключах на униполярных транзисторах как правило не используют линейные резисторы?
- •3. Какие из ключей на мдп транзисторах потребляют наименьшую мощность в статике? а в динамике чем определяется рассеиваемая ими мощность?
- •5. Что нужно предпринять, чтобы на выходе униполярного ключа остаточное напряжение было бы как можно меньше?
- •8. У какого ключа кмдп-типа 2и-не или 2или-не (логика положительная) больше длительность фронта и почему?
- •9. Как повысить быстродействие кмдп-ключа?
- •10. Одинаковы ли фронт и срез у кмдп ключа?
- •Вопросы по ключам интегральной инжекционной логики (иил)
- •1.Где и для чего в иил ключах применяются многоколлекторные транзисторы? Что они собой представляют (свойства, параметры, физическая структура).
- •2. Какую логическую функцию выполняет базовый элемент иил? Как организовать на его основе функционально-полную систему элементов?
- •3. В каком режиме работает транзистор инжектора в иил ключе?
- •4. Почему транзисторные ключи с инжекционным питанием имеют источник питания с самой маленькой эдс среди всех ключей? Какой?
- •8. Чем определяется быстродействие иил ключей?
8. Каким образом в ключе на биполярном транзисторе можно уменьшить длительность фронта выходного сигнала?
Для уменьшения длительности фронта выходного сигнала нужно уменьшать время жизни неосновных носителей заряда ?н. Кроме того с ростом управляющего тока длительность фронта существенно уменьшается. Также длительность фронта уменьшается при увеличении степени насыщения транзистора.
9. Каким образом в ключе на биполярном транзисторе можно управлять длительностью среза выходного сигнала?
Большая часть среза приходится на то время, когда транзистор находится в режиме отсечки. Следовательно для уменьшения длительности среза нужно использовать более высокочастотный транзистор и уменьшать постоянную времени ? = RkCk, от которой в большей степени зависит ?среза. Кроме того длительность среза уменьшится при увеличении запирающего сигнала. Следовательно длительностью среза выходного сигнала можно управлять посредством изменения уровня запирающего сигнала.
10. Каким образом в ключе можно уменьшить задержку выключения?
Время задержки выключения уменьшится, если уменьшится время рассасывания заряда. В свою очередь рассасывания заряда ускорится, если транзистор не вводить в состояние глубокого насыщения. Для этого используют ненасыщенные транзисторы. Использованные в этих транзисторах диоды Шотки позволяют значительно уменьшить задержку выключения, так как имеют малое время восстановления.
11. Каковы достоинства и недостатки ттл-ключа со сложным инвертором?
К недостаткам ТТЛ-ключа с простым инверторам относится: - низкая помехоустойчивость - малая нагрузочная способность - малое быстродействие при работе на емкостную нагрузку. Улучшенными параметрами по сравнению с предыдущей схемой обладает ТТЛ-ключ со сложным инвертором. Его помехоустойчивость по логическому нулю выше, чем у схемы с простым инвертором, а по логической единице ниже. В ТТЛ- схеме со сложным инвертором постоянная времени заряда нагрузочной емкости существенно уменьшается. За счет этого ТТЛ-схема со сложным инвертором имеет большее быстродействие по сравнению с простым инвертором. К недостаткам ТТЛ-схемы со сложным инвертором относится сильная генерация токовых помех по цепи питания, обусловленная броском тока через сложный инвертор при переключении схемы из состояния логического нуля в единицу.
12. Чем определяются уровни выходного напряжения для ттл-ключа со сложным инвертором?
Логическая схема состоящая из ТТЛ-ключа реализует схему И-ИЛИ-НЕ. На выходе системы устанавливается логический ноль, если на всех входах поступают сигналы, соответствующие логической единицы. При всех остальных комбинациях сигналов на входах схемы выходное напряжение соответствует логической единице.
13. Какие требования предъявляются к мэт в ттл-ключах и как они обеспечиваются?
Многоэмиттерный транзистор специально разработан для микроминиатюрных логических устройств и не имеет дискретного аналога. Количество эмиттеров у многоэмиттерного транзистора должно соответствовать количеству входов у данной схемы. На рисунке показана структура многоэмиттерного транзистора. У многоэмиттерного транзистора каждая пара смежных эмиттеров вместе с разделяющим их р-слоем базы образует горизонтальный транзистор типа п+ - р - п+. Если на одном из эмиттеров действует прямое напряжение, а на другом обратное, то первый будет инжектировать электроны, а второй будет собирать те из них, которые инжектированы через боковую поверхность эмиттера и прошли без рекомбинации расстояние между эмиттерами. Такой транзисторный эффект называется паразитным. Чтобы избежать этого эффекта расстояние между эмиттерами должно превышать диффузионную длину носителей в базовом слое. Кроме того необходимо, чтобы МЭТ имел как можно меньший инверсный коэффициент передачи тока. В противном случае возможен паразитный эффект подобный предыдущему.