Операционный усилитель, внешние цепи

Реальные ОУ обычно имеют большое число выводов для подключения внешних цепей частотной коррекции, формирующих требуемый вид амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилителя.

Основные параметры реальных ОУ:

а) коэффициент усиления дифференциального сигнала

б) коэффициент усиления синфазного сигнала

в) коэффициент ослабления синфазного сигнала ОУ в децибелах

г) входное сопротивление R_вх обычно порядка 400 кОм (может достигать от десятков кОм до десятков МОм);

д) выходное сопротивление R_вых = 20 ¸2000 Ом;

е) амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – K=F(f) – зависимость коэффициента усиления от частоты (линеаризованная характеристика в логарифмическом масштабе – диаграмма Боде) приведена на рисунке 2.5,а. АЧХ ОУ представляет суммарную АЧХ отдельных каскадов. Изменение частоты в десять раз (на декаду) приводит к уменьшению коэффициента усиления по напряжению в десять раз, т.е. на минус 20 дБ.

Двухкаскадный ОУ имеет два излома АЧХ (каждый каскад вносит один излом);

ж) фазочастотная характеристика (ФЧХ) ОУ – зависимость фазы сигнала от частоты j=F(f) (см. рисунок 2.5,б). Каждый каскад на высоких частотах вносит фазовый сдвиг, равный минус p/2,. ФЧХ запаздывает на n*p/2, где n – число каскадов ОУ.

Для стабилизации работы ОУ требуется коррекция АЧХ и ФЧХ;

и) f_T ‑ частота единичного усиления, т.е. частота, при которой коэффициент усиления равен единице;

 

Дешифратор. Шифратор.

Дешифратор – это многовыходная комбинационная логическая схема (КЛС), в которой каждой комбинации переменных на входе соответствует единичный сигнал только на одном из выходов.

 

Двоичные дешифраторы преобразуют двоичный код в код «1 из k».

 

В ЭВМ используется дешифратор для дешифрации номера такта, адреса запоминающей ячейки, для коммутации каналов. Имеет n входов и k выходов.

 

Входы дешифратора обозначаются двоичными весами разряда 1,2,4,8…, выходы – номерами наборов, вызывающих их возбуждение –. На рисунке 3.23 приведено условное обозначение трехразрядного двоичного дешифратора. В дешифраторе иногда выполняется операция стробирования, разрешающая выработку выходных сигналов с определенным интервалом времени. Например, введением дополнительных входов (на рисунке 3.23 вход С) параллельно информационным входам в каждом логическом элементе (ЛЭ) дешифратора или блокированием всех ЛЭ через одну из входных цепей.

 

Дешифратор называется полным, если k =2n, т.е. реализует все минтермы (для каждой комбинации на входе есть выходная шина). Неполный дешифратор – k<2n, если часть входных наборов не используются

Используются три основных способапостроения дешифраторов:

а) линейный или матричный;

б) пирамидальный или древовидный;

в) прямоугольный или ступенчатый.

 

Шифратор ( СД ) выполняет функцию, обратную функции дешифратора.

Двоичный шифратор – КЛС, преобразует код «1 из N» в двоичный. При наличии «1» на одном из входов, появляется n -элементная комбинация на выходе, соответствующая номеру возбужденного входа.

Шифратор применяется для ввода данных с клавиатуры, для преобразования в двоичный код номера нажатой кнопки и т.д. Полный двоичный шифратор имеет N_вх =2ⁿ – входов, где n - число выходов, неполный N_вх<2ⁿ.

Условное обозначение шифратора приведено на рисунке 3.27.

Билет 13

Вопрос 1

Устройство биполярного транзистора

Биполярный транзистор – это полупроводниковый триод с двумя взаимодействующими p-n переходами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции носителей заряда. Биполярными они называются, так как играют роль оба типа носителей: электроны и дырки.

Транзистор имеет три слоя, соответственно три электрода и два p-n перехода (см. рисунок 1.10). Площадь между n₁-p намного меньше, чем между p-n₂. Структура транзистора несимметрична. Слой, сильно легированный с меньшей площадью, служащий для инжекции носителей в базу, называется эмиттером (Э). Слой с большей площадью, служащий для экстракции носителей из базы и собирающий эти носители, называется коллектором (К). Средний слой, управляющий движением носителей от эмиттера к коллектору, называется базой (Б).

Через базу осуществляется также связь двух p-n переходов, которые называются соответственно эмиттерным (ЭП) и коллекторным (КП) переходами. Взаимодействие переходов обеспечивается очень малой толщиной базы между переходами (несколько десятков микрометров). В любом случае она должна быть намного меньше диффузионной длины неосновных носителей в базе. Кроме того, электропроводность базы должна быть значительно меньше электропроводности эмиттера.

Транзисторы с однородной базой называются бездрейфовыми, с неоднородной – дрейфовыми. В зависимости от последовательности расположения типов слоев полупроводника различают транзисторы n-p-n- (см. рисунок 1.11,а) и p-n-p (см. рисунок 1.11,б) - типов.

Принцип работы транзисторов обоих типов одинаков, различие заключается лишь в том, что в транзисторе n-p-n- типа через базу к коллектору движутся электроны, инжектированные эмиттером, а в транзисторе p-n-p- типа – дырки. Для этого к электродам транзистора подключают источники питания обратной полярности. В микросхемах главным образом используются n-p-n -транзисторы, а p-n-p -типа – используется в сочетании с n-p-n и пара называется комплементарной, в дискретном исполнении – в основном p-n-p -типа.

Вопрос 2

Инвертирующий усилитель

Вопрос 3

Мультиплексор, многовходовая КЛС с одним выходом, подключает единственную общую выходную шину к одному из входов в зависимости от управляющего сигнала, заданного двоичным кодом (см. рисунок 3.28).

Мультиплексор применяется для преобразования параллельного кода в последовательный, сравнения кодов и т.д.

В сериях микросхем используются мультиплексоры:

а) 4 в 1 (n =4 k =2);

Схема мультиплексора на И-ИЛИ приведена на рисунке 3.29.

На рисунке 3.30 приведено условное обозначение мультиплексора.

Демультиплексор выполняет функцию, обратную функции мультиплексора, т.е. это КЛС, имеющая один информационный вход F, k управляющих входов V_k...V₁ и n информацонных выходов (х₁…х_n). Обычно n=2^k.

Коэффициент усиления используется для распределения данных одного канала между несколькими приемниками.

 

Билет 14

Вопрос 1

Принцип действия транзистора в активном усилительном режиме

Физические процессы в транзисторной структуре определяются состоянием эмиттерного и коллекторного переходов. В активном нормальном режиме при подключении к электродам транзистора напряжений Е_эбиЕ_кб, как показано на рисунке 1.12, эмиттерный переход смещается в прямом направлении, а коллекторный – в обратном.

В результате снижения потен-циального барьера электроны из области эмиттера диффундируют через эмиттерный переход в область базы (инжекция электронов), а дырки – из базы в область эмиттера. Однако, поскольку удельное сопротивление базы высокое, электронный поток носителей заряда преобладает над дырочным, то есть в базе повышается концентрация электронов.

Коллекторный переход смещен в обратном направлении, за счет этого усиливается экстракция электронов из базы в коллектор, то есть в базе на границе с коллектором уменьшается концентрация электронов.

В базе создается градиент концентраций электронов, поэтому электроны диффундируют от ЭП к КП.

Большинство электронов, инжектированных в базу, не успевают рекомбинировать в ней с дырками. Рекомбинирует только небольшая часть электронов (примерно 1%). Остальные 99% электронов идут к коллектору, попадают в ускоренное поле коллекторного перехода и втягиваются в коллектор (экстракция электронов). Для нейтральности базы из нее во внешнюю цепь по выводу уходит часть электронов, равная рекомбинировавшей, которая и создает ток базы.

Таким образом, ток эмиттерного перехода несколько больше тока коллекторного перехода. Коэффициент передачи тока эмиттера в цепь коллектора. Для реальных структур.

Сопротивление эмиттерного перехода мало (сотни омов), а сопротивление коллекторного перехода составляет сотни килоом. Допустим, в коллекторную цепь последовательно включено сопротивление нагрузки, оно не повлияет на режим работы транзистора, но на сопротивлении можно снять большое напряжение.

Включение в цепь эмиттера источника переменного сигнала Е_с вызывает изменение числа инжектируемых в базу неосновных носителей заряда и соответствующее изменение тока эмиттера и коллектора в такт с Е_с. На нагрузке будет выделяться усиленное напряжение с частотой, равной частоте входного сигнала, но при этом напряжение выходного сигнала намного больше входного сигнала Е_с. Таким вот образом происходит усиление сигнала.

Вопрос 2

Вопрос 3

Триггеры

3.5.1.2 Структурная схема триггера.

Самое простое последовательностное устройство – триггер имеет два устойчивых состояния равновесия – «1» и «0». Без внешних воздействий он сколько угодно долго находится в устойчивом состоянии, то есть это запоминающий элемент для временного хранения информации. Имеет два выхода: прямой Q и инверсный. Состояние триггера определяется значением потенциала на прямом выходе.

Билет № 15

1) Схемы включения транзисторов

В зависимости от того, какой из выводов транзистора является общим между источником сигнала на входе и выходной цепью транзистора, существуют три основные схемы включения транзистора в электрическую цепь: с общей базой (ОБ, см.рисунок 1.14,а), с общим эмиттером (ОЭ,см. рисунок 1.14,б), с общим коллектором (ОК, см.рисунок 1.14,в).

2) 1 Инвертирующий сумматор (см. рисунок 2.11)

Из рисунка 2.11 следует, что , так как , Если , то

.

3) Тактируемый RS-триггер

На рисунке 3.42 приведена схема тактируемого RS -триггера на логических элементах И-НЕ. На каждом входе запоминающей ячейки есть дополнительная схема совпадения (И-НЕ). Первые входы их объединены, на них подаются синхроимпульсы, на вторые входы – информационные сигналы. При С=0 – состояние триггера не меняется. На рисунке 3.43 и таблице 3.11 приведены условное обозначение триггера и минимизированная таблица переходов соответственно.

 

 

Т а б л и ц а 3.11

Сn	Sn	Rn	Qn+1
			Qn
			Qn
			Х

Схема RS -триггера на элементах И-ИЛИ-НЕ приведена на рисунке 3.44. Здесь - входы асинхронной установки триггера нулевыми сигналами, при любых информационных. – поданы прямо в цепь памяти.

 

Билет № 16

1) Основные параметры транзистора по схеме с общей базой (см. рисунок 1.14,а):

а) коэффициент усиления по току Ток не усиливается, I_вых < I _вх, что является недостатком схемы;

б) коэффициент усиления по напряжению

Так как всегда можно подобрать , то >>1, усиление по напряжению в сотни раз;

в) коэффициент усиления по мощности - десятки – сотни;

г) входное сопротивление десятки и сотни омов, малое входное сопротивление является недостатком схемы, так как оно закорачивает источник сигнала, т.е. требуется большой входной ток;

д) выходное сопротивление от сотен килоом до единиц мегом;

е) фазовый сдвиг выходного напряжения равен нулю.

Недостатки схемы включения с ОБ:

а) нет усиления по току (α < 1);

б) мало входное сопротивление R_вх;

в) большая разница между входным и выходным сопротивлениями, вследствие чего невозможно построение многокаскадной схемы с ОБ.

Достоинства:

а) высокий коэффициент усиления по напряжению и по мощности;

б) более высокие рабочие частоты, меньше частотные искажения;

в) меньше температурная нестабильность;

г) высокая линейность характеристик.

Схема с ОБ применяется в стабилизаторах тока и в схемах с более высокой рабочей частотой.

 

1.4.6.2 Основные параметры транзистора по схеме с общим эмиттером

Наиболее часто на практике применяют схему включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ). При таком включении входным электродом является база, эмиттер заземляется (общий электрод), а выходным электродом по-прежнему является коллектор (см. рисунок 1.14,б).

В схеме с общим эмиттером:

а) коэффициент усиления по току | _Uкэ=const и равен нескольким десяткам и единицам сотен, Параметр β связан с коэффициентом

передачи тока эмиттера соотношением

;

б) коэффициент усиления по напряжению ,

так как R_н>>R_вх, β>> 1, то K_u>> 1 (сотни);

в) коэффициент усиления по мощности - десятки тысяч;

г) входное сопротивление - сотни омов и единицы килоом. Входное сопротивление схемы с общим эмиттером больше входного сопротивления схемы с общей базой;

д) выходное сопротивление десятки килом.

Таким образом, R _{вых оэ} < R _{вых об}, R _{вх оэ} > R _{вх об};

е) фазовый сдвиг выходного напряжения φ =π.

а) коэффициент усиления по току равен нескольким десяткам и единицам сотен;

б) коэффициент усиления по напряжению

, т.к. »0, то К_U»1, т.е. усиление по напряжению отсутствует;

в) коэффициент усиления по мощности - десятки тысяч;

г) входное сопротивление - сотни килоомов;

д) выходное сопротивление сотни омов;

е) фазовый сдвиг выходного напряжения равен нулю.

Достоинствами схемы являются:

а) больший динамический диапазон;

б) большое входное сопротивление ;

в) большой коэффициент усиления по току.

Недостаток – отсутствие усиления по напряжению К_u» 1.

2) Интегратор инвертирующий (см. рисунок 2.12)

Из условия (2.1) следует, что . Ток через конденсатор равен

, входной ток – .

Так как выполняется условие (2.2), и . Следовательно,

; .

Отсюда, проинтегрировав, получим .

линейно зависит от , т.е. схема интегратора является простейшей схемой генератора линейно изменяющегося напряжения.

3) D-триггер (D от англ. delay — задержка^[13][14][15] либо от data ^[16] - данные) — запоминает состояние входа и выдаёт его на выход. D-триггеры имеют, как минимум, два входа: информационный D и синхронизации С. После прихода активного фронта импульса синхронизации на вход С D-триггер открывается. Сохранение информации в D-триггерах происходит после спада импульса синхронизации С. Так как информация на выходе остаётся неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защёлкой. Рассуждая чисто теоретически, парафазный (двухфазный) D-триггер можно образовать из любых RS- или JK-триггеров, если на их входы одновременно подавать взаимно инверсные сигналы.

D-триггер в основном используется для реализации защёлки. Так, например, для снятия 32 бит информации с параллельной шины, берут 32 D-триггера и объединяют их входы синхронизации для управления записью информации в защёлку, а 32 D входа подсоединяют к шине.

В одноступенчатых D-триггерах во время прозрачности все изменения информации на входе D передаются на выход Q. Там, где это нежелательно, нужно применять двухступенчатые (двухтактные, Master-Slave, MS) D-триггеры.

D	Q(t)	Q(t+1)

Пример условного графического обозначения (УГО) D-триггера с динамическим синхронным входом С и с дополнительными асинхронными инверсными входами S и R

·

Условное графическое обозначение D-триггера со статическим входом синхронизации С

D-триггер двухступенчатый[править | править вики-текст]

В одноступенчатом триггере имеется одна ступень запоминания информации, а в двухступенчатом — две такие ступени. Вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе. Двухступенчатый триггер обозначают ТТ. Двухступенчатый D – триггер называют триггером с динамическим управлением. Общая схема двухступенчатого триггера

Билет №17

1) Дифференциатор инвертирующий (см. рисунок 2.13)

Ток через R_ос равен ,

ток через емкость С равен .

Так как входной ток равен нулю, то и .

Отсюда .

 

 

2) Т-триггер

Имеет 1 информационный вход Т и переключается, когда на вход триггера поступает сигнал. Логика работы триггера приведена в таблице 3.12.

Из характеристического уравнения видно, что триггер производит сложение по модулю 2.

Частота на выходе в 2 раза меньше, чем на входе (см. рисунок 3.46,а). Поэтому можно использовать триггер как делитель на два и для построения счетчиков. Условное обозначение Т-триггера приведено на рисунке 3.46,б.

Таблица 3.12

Tn	Qn	Qn+1

 

 

 

 

Т-триггер можно получить из D -триггера подачей на вход D, обратно нельзя, поэтому промышленность выпускает D -триггеры, а не Т -триггеры. Т -триггеры строятся на RS и JK -триггерах (см. рисунок 3.47).

 

 

Билет 18

1. Статические характеристики транзистора с общим эмиттером

Входной характеристикой транзистора, включенного по схеме с ОЭ, является зависимость входного тока I_б от напряжения U_бэ, I_б =f(U_бэ) при заданном напряжении U_кэ. Совокупность таких зависимостей называется семейством входных характеристик транзистора (см. рисунок 1.15,а). При U_кэ =0 тепловой ток I_к0 в цепи коллектора отсутствует и зависимость I_б =f(U_бэ) соответствует ВАХ р-n –перехода, включенного в прямом направлении. При U_кэ>0 в цепи коллектора появляется ток - I_к0, направленный навстречу току I_б. Для компенсации этого тока в цепи базы нужно создать ток I_б= I_к0, приложив соответствующее напряжение U_бэ. Это приводит к смещению входной характеристики вправо вниз.

Выходной характеристикой транзистора по схеме с общим эмиттером называется зависимость I_к = f(U_кэ) при заданном токе I_б (см. рисунок 1.15,б). Если I_б=0, в цепи коллектора протекает только тепловой ток, так как в этом случае инжекция электронов из эмиттера в базу отсутствует. При U_кэ =0 ток в цепи коллектора не проходит, это объясняется тем, что напряжения U_бэ и U_кэ направлены встречно друг другу, т.е. потенциал коллектора выше потенциала базы, и коллекторный переход оказывается при этом закрыт. Поэтому выходные характеристики не пересекают ось ординат:

а) кривая

совпадает с обратной ветвью p-n перехода;

б) кривая при I_б = 0 соответствует режиму с оборванной базой. Через транзистор течет ток I_к0с – сквозной ток коллектора. I _к0С > I _к0, т.к. течет не только I _к0, но и I_эр.

Определим ток коллектора для схемы с общим эмиттером. Для схемы с ОБ

I_к=aI_э+I_ко=aI_б+aI_к+I_ко; I_к(1-a)=aI_б+I_ко, отсюда

I_к =

 

, ток коллектора I_к растет сильнее с увеличением температуры. Температурная стабильность хуже, чем в схеме с ОБ;

в) при увеличении U_кэ семейства и постоянном токе базы увеличивается U_эб, следовательно, увеличивается ток эмиттера I_э и коллектора I_к.

Достоинства схемы с ОЭ:

а) схема универсальна, имеет усиление по току, напряжению и мощности;

б) малая разница входного и выходного сопротивлений, а также

.

Недостатками схемы с ОЭ являются сильная зависимость параметров от температуры, хуже линейность характеристик и ниже рабочая частота.

Схема с ОЭ широко используется в усилителях, генераторах и других устройствах.

 

2. Нелинейный режим работы ОУ

Если

(см. рисунок 2. 15), то ОУ работает в линейном режиме,

при

– в нелинейном ключевом или импульсном режиме.

При подаче напряжения на один из входов ОУ передаточная характеристика по второму входу смещается на это же значение.

Например, на неинвертирующий вход ОУ (см. рисунок 2.16) подано напряжение U_оп, тогда характеристика по инвертирующему входу (кривая 1) сместится на значение U_оп вправо (кривая 2).

3.5.1.6 JK-триггер (универсальный)

Тактируемый JK -триггер имеет 3 входа: J, K, С. Но одноступенчатый триггер работает ненадежно, т.к. запоминающая ячейка играет двойственную роль:

– служит источником информации – с него на схему управления поступает сигнал старого состояния;

– служит приемником – переключается в новое состояние и стирается старое. Одновременное выполнение обеих операций невозможно. Поэтому строятся двухступенчатые триггеры либо триггеры с динамическим управлением.

Из RS -триггера добавлением обратной связи с выхода ЛЭ8 на вход ЛЭ1 и с выхода ЛЭ7 на вход ЛЭ2 можно получить двухступенчатый JK -триггер (см. рисунок 3.54).

 

 

Билет 19

1) Униполярные транзисторы с изолированным затвором

Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён вэлектрическом отношении от канала слоем диэлектрика.

В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называютподложкой, созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типомпроводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Расстояние между сильнолегированными областями истока и стока может быть меньше микрона. Поверхность кристаллаполупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. Так какисходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрикаиспользуется слой двуокиси кремния SiO₂, выращенный на поверхности кристалла кремния путёмвысокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор.Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторыс изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами.

Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 10¹⁰…10¹⁴ Ом (у полевых транзисторов суправляющим p-n-переходом 10⁷…10⁹), что является преимуществом при построении высокоточныхустройств.

Существуют две разновидности МДПтранзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.

В МДПтранзисторах с индуцированным каналом (рис. 2, а) проводящий канал между сильнолегированнымиобластями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только приопределённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока,которое называют пороговым напряжением (U_ЗИпор).В МДПтранзисторах со встроенным каналом (рис. 2, б) у поверхности полупроводника под затвором принулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, которыйсоединяет исток со стоком.

2)Триггер Шмитта

Триггер Шмидта имеет два состояния устойчивого равновесия и преобразует аналоговый сигнал в импульсный. На рисунке 2.19,а приведена принципиальная схема триггера, на рисунке 2.19,б– его передаточная характеристика.

Резисторы и создают положительную обратную связь, которая обеспечивает лавинообразное переключение выхода триггера из положительного в отрицательное и наоборот. Пороговые напряжения (см. рисунок 2.19,б), при которых происходит переключение триггера, определяются как

Из рисунка 2.20 видно, что при U_вх = 0, на выходе , так как на неинвертирующем входе U_вх ⁺ U_оп >0. Когда U_вх возрастет до , равное смещению U_вх ⁺, триггер переключается в . За счет положительной обратной связи , теперь смещение на U_вх ⁺ станет равным . Когда U_вх уменьшится до , произойдет обратное переключение триггера в и т.д.

Так как пороговое напряжение меняется от одного значения к другому скачком, триггер является управляемым компаратором.

3)Регистр Сдвига. Счетчики

Регистр сдвига числа влево представлен на рисунке 3.53, реверсивный –на рисунке 3.54, условное обозначение – на рисунке 3.55.

Счётчик - это последовательностная схема для подсчёта числа входных сигналов и хранения двоичного кода этого числа.

Используются для последовательного выполнения команд программ, подсчёта числа циклов выполненных операций, делителей частоты и т.д.

Классификация

а) по основанию системы счисления: двоичные, двоично-десятичные и с основание не равным 2 и 10;

б) по целевому назначению: суммирующие, вычитающие и реверсивные;

в) по порядку изменения состояния: с естественным (код изменяется на 1), с произвольным порядком счёта (значение кода изменяется больше, чем на 1) и пересчётная схема – выходной сигнал формируется только после подачи на вход определённого числа 1.

 

20 БИЛЕТ
1 вопрос: Униполярные транзисторы с изолирующим затвором

МДП-транзисторы со встроенным каналом имеют структуру металл - диэлектрик - полупроводник. У поверхности кристалла полупроводника (подложки p-типа) созданы две области n-типа и тонкая перемычка между ними - канал (см. рисунок 1.9 а). Области n-типа имеют выводы: И-исток и С-сток. Кристалл покрыт окисной пленкой диэлектрика SiO2, на которой расположен металлический затвор (З), электрически изолированный от цепи исток - сток. Подложка соединяется с истоком внутри прибора, либо имеет вывод во внешнюю цепь (П).

При отрицательном потенциале на затворе Uзи<0 поле затвора выталкивает электроны из канала в p-подложку, исток и сток. Канал обедняется электронами, его сопротивление увеличивается и ток стока уменьшается. Такой режим называют режимом обеднения. Характеристики Iс(Uси) располагаются ниже кривой при Uзи=0 (см. рисунок 1.9 в). Если на затвор подано Uзи>0, то под действием поля затвора канал насыщается электронами из p-подложки, истока и стока - это режим обогащения.
2 вопрос: Триггер Шмитта

Триггер Шмитта (ТШ) обладает двумя устойчивыми состояниями. На его выходе может быть высокое (высокое состояние) или низкое (низкое состояние) напряжение. Переход из одного состояния в другое осуществляется при изменении входного напряжения.

Различают два вида триггеров Шмитта. Первый вид - неинвертирующий, переходит в высокое состояние при повышении напряжения, в низкое - при понижении. Второй вид - инвертирующий, переходит в высокое состояние при понижении напряжения, в низкое - при повышении.

Триггеры Шмитта применяются там, где нужно исключить 'дребезг', в самом широком смысле этого слова. Например, если у Вас есть механический выключатель, то в момент включения или выключения, возникают коротковременные замыкания и размыкания цепи, пока, наконец, переключение не будет выполнено окончательно. Такой дребезг длится микро или даже наносекунды, но некоторые схемы (особенно цифровые) могут быть чувствительны к нему. Триггер Шмитта позволяет бороться с таким дребезгом.

Виды ТШ

 

3 Вопрос: Регистр сдвига. Счетчики.

Регистры сдвига выполняют операцию сдвига – с приходом каждого тактового импульса происходит перезапись содержимого триггера каждого разряда в соседний без изменения порядка следования «1» и «0».

Сдвиговые регистры делятся на:

− со сдвигом информации вправо – в сторону младших разрядов;

− со сдвигом в сторону старших разрядов;

− реверсивные – со сдвигом влево или вправо.

На схемах под символом RG ставятся стрелки

Регистры сдвига строятся на RS, JK, D, DV – триггерах, на одно- и двухступенчатых, одно- и многотактные. Может быть последовательный и параллельный ввод и последовательный и параллельный вывод.

3.4.2.4 Регистры сдвига на одноступенчатых триггерах.

На одноступенчатых триггерах регистры строятся по двухтактной схеме (см. рисунок 3.57). Каждый разряд состоит из двух триггеров - основного и вспомогательного.

Основные триггеры образуют основной регистр RG1, вспомогательные триггеры – RG2.

Информация сдвигается за 2 такта: по сигналу С2 содержимое основного регистра RG1 переписывается во вспомогательный RG2, а по сигналу С1 переписывается снова в RG1, при этом информация сдвигается на 1 разряд вправо. Для сдвига на m-разрядов требуется m таких импульсов С2 и С1. Две последовательности С2 и С1 можно заменить одной С2, соединив С2 с шиной С1 через инвертор.

Регистры сдвига на двухступенчатых триггерах.

При использовании двухступенчатых триггеров схема регистра сдвига упрощается

В двухступенчатых триггерах первая ступень управляется сигналом С, а 2-ая − ­­­инверсным сигналом С. Выходы одних триггеров соединяются со входами других, сдвиг осуществляется каждым синхроимпульсом, поэтому называется регистром с однотактным сдвигом.

Билет 21

1. Тиристор. Динистор.