Усилитель на полупроводниковом приборе.

Усилитель – это устройство, предназначенное для усиления (увеличения) входного электрического сигнала по напряжению, току или мощности с сохранением их формы и частоты за счет преобразования энергии источника питания в энергию выходного сигнала. Усилительный каскад должен содержать нелинейный управляющий элемент (транзистор или лампу), источник электрической энергии и вспомогательные элементы. Во входную цепь включается источник сигнала, а в выходную - нагрузка. В дальнейшем будем описывать источник сигнала в виде генератора с напряжением e_Г и внутренним сопротивлением R_Г, а нагрузку - резистором R_Н (во многих случаях нагрузка может стоять на месте резистора R_К). На рис. 3.30 приведена схема усилительного каскада с ОЭ. Полярность источника питания E_К обеспечивает работу транзистора в активном режиме. Резисторы R_Б и R_К задают требуемые постоянные составляющие токов в цепях транзистора и постоянные напряжения на его электродах - рабочую точку транзистора. От выбора рабочей точки зависит усиление каскада, КПД, искажения сигнала. Для того, чтобы источник сигнала и нагрузка не влияли на режим работы транзистора по постоянному току, включены разделительные конденсаторы C_Р1 и C_Р2, имеющие в рабочем диапазоне частот малые сопротивления.

 

 

18 Элементы диодно-транзисторной логики.

Логическими элементами называются элементы, выполняющие логические операции И, ИЛИ, НЕ и комбинации этих операций. Указанные логические операции можно реализовать с помощью контактно-релейных схем и с помощью электронных схем. В настоящее время в подавляющем большинстве применяется электронные логические элементы, причем электронные логические элементы входят в состав микросхем. По мере развития вычислительной техники электронные логические элементы совершенствовались. Одним из этапов совершенствования элементной базы цифровой техники было создание логических элементов диодно-транзисторной логики.

Основой каждой серии цифровых микросхем является базовый логический элемент. Как правило, базовые логические элементы выполняют операции И-НЕ либо ИЛИ-НЕ. рис1)рис2)

Двухтактный усилитель на биполярных транзисторах, использованный в схеме на рисунке 1, позволяет вырабатывать как втекающий, так и вытекающий выходной ток.

Транзистор VT1 инвертирует сигнал на выходе элемента "И". То есть вместо логической 1 на выходе присутствует логический 0. И наоборот вместо логического нуля на выходе присутствует логическая единица, а схема в целом реализует функцию " 2И-НЕ ": . Условно-графическое изображение такого логического элемента показано на рисунке 2, а таблица истинности приведена в таблице 1. В состав современных серий микросхем кроме элементов "И" входят логические элементы "ИЛИ" транзисторы VT2 соединяются параллельно в точках "а" и "б", показанных на рисунке 1, а выходной каскад используется один. Схема логического элемента "2ИЛИ-НЕ" приведена на рисунке 3. рис3) рис4)

19 Элементы транзисторно-транзисторной логики.

Логическими элементами называются элементы, выполняющие логические операции И, ИЛИ, НЕ и комбинации этих операций. Указанные логические операции можно реализовать с помощью контактно-релейных схем и с помощью электронных схем. В настоящее время в подавляющем большинстве применяется электронные логические элементы, причем электронные логические элементы входят в состав микросхем. По мере развития вычислительной техники электронные логические элементы совершенствовались. Одним из этапов совершенствования элементной базы цифровой техники было создание логических элементов транзисторно-транзисторной логики. Основой каждой серии цифровых микросхем является базовый логический элемент. Как правило, базовые логические элементы выполняют операции И-НЕ либо ИЛИ-НЕ. В ТТЛ используется многоэмиттерный транзистор. Высокий потенциал на выходе многоэмиттерного транзистора получается только в том случае, когда на обоих входах элемента (эмиттерах транзистора) присутствует высокий потенциал (то есть нет эмиттерного тока). Принципиальная схема типового элемента ТТЛ микросхемы приведена на рисунке 1.

Умощняющий усилитель, как и в диодно-транзисторном элементе, инвертирует сигнал на выходе схемы. Таблица истинности, реализуемая этой схемой, приведена в таблице 1, а условно-графическое обозначение этих элементов приведено на рисунке 2. При необходимости объединения нескольких логических элементов "И" по схеме "ИЛИ" (или при реализации логических элементов "ИЛИ") транзисторы VT2 соединяются параллельно в точках "а" и "б", показанных на рисунке 1, а выходной каскад используется один. В результате быстродействие такого достаточно сложного элемента получается точно таким же как и у одиночного элемента "2И-НЕ". Принципиальная схема логического элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" приведена на рисунке 3. Условно-графическое изображение элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" приведено на рисунке 4.