Разновидности полевых транзисторов. Их условные обозначения, структуры и проходная характеристика.

Полевые транзисторы (униполярные транзисторы).

Если биполярные транзисторы работали на 2х типах носителей (на электронах и на дырках), то полярные транзисторы только на одном – униполярные транзисторы.

Транзисторы управляются зарядом. Переменное сопротивление между током и истоком (при приложенном напряжении оно изменяется либо по линейному, либо нелинейному закону).

-МДП (Ме-д/э-п/п) -МОП (Ме-окисел-п/п)

По типу проводимости:

n-канальный МОП:

1) с индуцированным каналом

SiO₂ – тонкий подзатворный окисл.

-Паразитные (подложечные) переходы. Значит смещение в обратном положении. Значит подложку подключают к самому низкому потнециалу, электроны создают связь между С и И ток потечет.

Проходная характеристика транзистора (n-МОП)

U_пор = U_зи|_Ic = 1мкА

НЗ - нормально закрытый.

2) Со встроенным каналом

Тонкая толщина, слабая проводимость, можем закрывать канал.

Два диодных перехода И-П и С-П они паразитные.

p-канальный МОП:

1) с индуцированным каналом

- имеет отрицательный ток(дырочный).

- откроется транзистор отрицательного напряжения.

- Отрицательное Uпор.

2) со встроенным каналом.

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходам.

n-канальный

управляющий p-n-p переход

P – канальный

Режимы работы полевых транзисторов.

1. РО: U_ЗИ<U_ПОР

U_СИ=

I_C=0

2. крутая обл.:

,где k - крутизна полевого транзистора

3. Пологая обл.:

Резистивно-транзисторная логика. Принцип работы по передаточной характеристике. Влияние нагрузки на основные параметры.

РТЛ является составной частью других логических устройств, самостоятельно не используется.

Электрическая схема:

A	В	С	F	Примечание
				Т1-Т3-НАР(Iэ=0)
				Т3-НАР(Iэ), Т1, Т2-НАР( Iэ=0)
				Т2-НАР(Iэ), Т1, Т3-НАР(Iэ=0)
				Т1, Т2, Т3-НАР(Iэ)

Примечание: T1->T3 –НАР (Iэ=0) T3 – НАР (Iэ); Т1->Т2 –НАР (Iэ=0)

=> Fсднф=неА*неВ*неС=не(А+В+С)

Если на хотя бы одном из входов задана логическая «1», то соответсвующий транзистор работает в НАР и через него протекает ток. Этот ток вызывает падение напряжения на R4, что понижает выходное напряжение и преводит к состоянию логического «0».

Только когда на всех входах задан «0», все транзисторы работают в НАР с I’=0. Сквозной ток в схеме не протекает, нет падения напряжения на R4 => на входе «1»

Уровень «1»: U1 =Uип

«0»: U0 = Uкэ.нас = 0.1-> 0/2 В

Эмиттерно-связанная логическая схема. Эквивалентная схема. Принцип работы по входной характеристике.

Переключатель тока предназначен для выполнения логической функции. В зависимости от комбинации входных сигналов, ток Iо протекает либо через R1 либо через R2.

Эмиттерные повторители

– Понижают выходные логические уровни чтобы входные транзисторы (последующих каскадов) работали в рабочих точках только в НАР

– Понижают выходное сопротивление

В качестве источника тока принято использовать резистор.

А	В	F1	F2	Примечания
				Т2 – НАР ( )
				T1’ – НАР ( )
				Т1 – НАР ( )
				T1,T1’ – НАР ( ), на R2 ток = IR5

Таким образом

Принцип работы.

1) при Uвх<Uоп

Uбэ входных транзисторов <Uбэ опорного транзистора

поэтому входные транзисторы работают в НАР с Iк=0

опорный транзистор перехватывает весь ток I_R5

в результате через R1 ток не течет, через R2 протекает весь ток I_R5

Uк1 соответствует высокому напряжению (земля)

Uк2 отличается от земли на U_R2

эти уровни передаются на выход эмиттерными повторителями

2) при Uвх>Uоп

Входные транзисторы перехватывают ток I_R5, что приводит к падению напряжения на R1. низкий уровень напряжения передается с коллектора Т1 на выход

Транзистор Т2 работает в НАР с Iк=0, нет падения напряжения на R2, высокий уровень Uк2 передается на выход.

3) при Uвх=Uоп

В момент переключения ток I_R5 протекает через все транзисторы. Соответствующие токи вызывают падение напряжения на R1 и R2 и эмиттерные повторители повторяют эти уровни на выходе.

Диодно-транзисторная логика. Входная и передаточная характеристики. Влияние нагрузки на основные измеряемые параметры.

И-НЕ :

Достоинства: простая схемотехника, технология, топология.

Недост: узкая зона помехоуст, высокая потребл мощность, низкая нагрузочная способность, среднее быстродействие.

A	B	F	Пояснения
			D1, D2- открыты, D3, T1, T2- закрыты
			D1- открыт, D2, D3, T1, T2- закрыты
			D2- открыт, D1, D3, T1, T2- закрыты
			T1, D3- открыты, D1, D2- закрыты

если хотя бы на одном входе задана лог «0», то соответств входной диод открыт, T1 – в НАРе с Iэ=0, Т2 – в РО и на выходе «1», которая равна U_ип2. Только когда на всех входах «1», то входные диоды закрыты, Т1 – НАР, Т2 – из НАР переходит в РН, на выходе «0» под действием протекающего входного тока (U⁰=U_кэн2).

Для передаточной хар-ки достаточно одновходовой схемы.

Принцип работы транзисторно-транзисторной логической схемы с простым инвертором.
Влияние нагрузки на основные измеряемые параметры.

T1-многоэмиттерный транз-ор, может управляться по каждому эмиттеру.

A	B	F	Пояснения
			Т1-РН, Т2-НАР(Iэ=0)
			Т1-РН(A),-//-//-
			Т1-РН(A), -//-//-
			Т1-ИР, Т2-РН

И-НЕ:

Если хотя бы на одном из входов задан «0», то соотв-ий эмиттерный переход транз-а Т1 открыт, коллекторный – также открыт, тр-р работает в РН с током коллектора = 0. Потенциал базы Т2 недостаточный, чтобы открыть Т2: Т2-в НАРе с Iэ=0, нет сквозного тока на выходе «1», равная источнику пит-я. Только когда на всех выходах «1», Т1 в ИР (закрыт эемит, открыт коллект), Т2 из НАР переходит в РН, выходной уровень определяется уровнем «0», который =Uкэн.