Инвертор с токостабилизирующей нагрузкой

+UП     Т1     Т2 Uвых Uвх

Нагрузкой служит транзистор Т₁ со встроенным каналом того же типа проводимости, что и у активного транзистора Т₂ с индуцированным каналом. Затвор Т₁ может быть подключен как к собственному истоку (U_зи =0), так и к дополнительному источнику напряжения. Транзистор Т₁ всегда открыт и ведет себя как генератор тока, т.е. R_н = ¥. Если при и Т₂ открывается, то оба транзистора работают в режиме генераторов тока, что вызывает неопределенное состояние выхода, которое проявляется в крутом переходном участке передаточной характеристики. Этот инвертор обладает наилучшей, по сравнению с другими схемами, характеристикой

Инвертор на комплементарных МДП–транзисторах

+UП     Т1     Т2 Uвых Uвх

Uвых Iс   Uвых     Ic     0 Uпор Uвх

Схема содержит МДП–транзисторы с индуцированными каналами n– и p–типа (схема КМДП). Подложки обоих транзисторов соединены с собственными истоками, что предотвращает отпирание изолирующих переходов канал–подложка. Входной сигнал подается на оба затвора и, таким образом, управляет обоими транзисторами.

Обычно . При низком входном напряжении U_вх < U_{зи.пор.2} Т₂ закрыт, а Т₁ открыт, и выходное напряжение практически равно напряжению питания: . При достаточно высоком входном напряжении, когда U_вх > U_{зи.пор.2} и в тоже время U_П–U_вх <ïU_{зи.пор.1}ï, транзистор Т₁ закрыт, а Т₂ открыт. При этом выходное напряжение имеет уровень, близкий к нулю. Если же U_вх находится в пределах:

U_{зи.пор.2} < U_вх < U_П –êU_{зи.пор.1} ê,

то оба транзистора открыты, и на передаточной характеристике формируется крутой переходный участок.

Характерно, что в инверторах на КМДП–транзисторах логические уровни выходного напряжения не зависят от сопротивлений каналов. В обоих статических состояниях отсутствует сквозной ток. При переключениях же инвертора возникают импульсы тока, которые ускоряют перезаряд емкости нагрузки. Схемы КМДП–типа получили широкое распространение ввиду:

· малой мощности потребления: нВт в статическом режиме и мВт при переключениях;

· высокой помехоустойчивости: допустимая амплитуда помехи до 45% от напряжения питания;

· способности работать в широком диапазоне напряжений питания – от 3 до 15В;

· сравнительно высокого быстродействия – до 10 МГц.

С применением вместо кремния сапфировой подложки с меньшей диэлектрической проницаемостью достигается еще большее быстродействие и более высокая плотность компоновки.