Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

(4 семестр)

для студентов 1 курса

специальностей 11.02.01 Радиоаппаратостроение

11.02.02 Техническое обслуживание и ремонт

радиоэлектронной техники (по отраслям)

г. Нижний Новгород

2016г.

Содержание

1 Интегральные микросхемы логических элементов………………3

2 Усилительные устройства…………………………………………..3

2.1 Структурна схема усилителя………………………………10

2.2 Классификация усилителей………………………………...11

2.3 Показатели качества усилителей…………………………. 12

2.4 Обратная связь в усилителях………………………………18

2.5 Питание усилителей по постоянному току………………..20

2.6 Стабилизация режима работы усилителя…………………22

2.7 Анализ АЧХ ШПУ……………………………………….....25

2.8 Резонансные усилители…………………………………….28

2.9 Оконечные каскады (усилители мощности)………………32

2.10 Усилители постоянного тока……………………………..35

Литература…………………………………………………………...46

Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов

В основе цифровых схем лежат простейшие транзисторные ключи, характеризующиеся двумя устойчивыми состояниями (для биполярного транзистора – это режим насыщения и режим отсечки).

Рассмотрим ВАХ транзистора ОЭ:

IК нагрузочная прямая

IБ4

ЕП/RК А IБ3

IБ2

насыщение А` IБ1

0 IБ=0 UКЭ

отсечка ЕП

UКЭ НАС

UКЭ ОТС

· Если транзистор находится в режиме насыщения (полностью открыт), то его выходное напряжение равно Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru - мало.

Обычно принимают Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru и считают это малое напряжение логическим нулем ( Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ).

· Если транзистор находится в режиме отсечки (полностью закрыт), то его выходное напряжение равно Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru - велико, что соответствует логической единице ( Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ).

Таким образом, имеем двоичную систему исчисления.

Существует три основных логических элемента: И (операция умножения), ИЛИ (операция сложения), НЕ (операция отрицания).

Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru 1.1 Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ)

Схемы ЭСЛ являются самыми быстродействующими, т.к. транзисторы в них работают в ненасыщенном (активном) режиме. Время их переключения мало – единицы наносекунд.

Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru

Характерная особенность схемы:

Заземляется плюсовая клемма ИП (+ЕП). Этим ослабляется влияние нестабильности ИП на уровни напряжения Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru и Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , что важно, т.к. разница между ними в данной схеме незначительна.

Схема осуществляет операцию ИЛИ-НЕ/ИЛИ:

Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru

В основе схемы лежит переключатель тока, выполненный на транзисторах Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

Принцип работы переключателя тока:

Опорное напряжение (-Ео) выбирается таким образом, чтобы выполнялось неравенство: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ( Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ).

Опорное напряжение может восприниматься транзистором Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru и как Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , и как Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , все зависит от входных сигналов.

Если на оба входа поданы Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ( Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru и Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru заперты), то тогда опорное напряжение воспринимается транзистором Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru как Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru (т.к. Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ). Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru открывается, и ток Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru течет через правое плечо по цепи: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

Если на оба входа (или на один из них) поданы Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , то тогда опорное напряжение воспринимается Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru как Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru (т.к. Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ) и он заперт, т.е. ток Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru течет через левое плечо по цепи: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru открытый транзистор - Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

а) Пусть Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru . При этом транзисторы Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru закрыты, Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru открыт, т.е. работает правое плечо. Сопротивление открытого Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru мало, следовательно, мало и падение напряжения на нем. Таким образом, на базу Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru подается Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru . Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru - это эмиттерный повторитель (схема ОК), т.к. нагрузкой его является резистор в эмиттерной цепи - Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

Выходное напряжение эмиттерного повторителя приблизительно равно его входному напряжению ( Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ).

Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru на входе Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru будет «повторен» им, т.е. на выходе 2 установится низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

Т.к. Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru заперты, их сопротивления велики. Поскольку они соединены параллельно, их общее сопротивление также будет велико, следовательно, будет велико и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход эмиттерного повторителя Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru будет подана Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , которая им «повторится», т.е. на выходе 1 установится высокий потенциал, соответствующий логической единице: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

б) Пусть Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru . При этом работает левое плечо. Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru открыты, их сопротивления малы, общее сопротивление также мало, следовательно, мало и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru подается Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , который после «повторения» им даст на выходе 1 низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

В этот момент Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru заперт, его сопротивление велико, следовательно, будет велико и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru подается Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , которая после «повторения» им даст на выходе 2 высокий потенциал, соответствующий логической единице: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

в) Пусть Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru ; Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru . В этом случае снова работает левое плечо. Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru открыт, его сопротивление мало. Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru закрыт, его сопротивление велико. Общее сопротивление будет меньше меньшего, т.е. мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru подается Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , который после «повторения» им даст на выходе 1 низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

В этот момент Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru заперт, его сопротивление велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru подается Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru , которая после «повторения» им даст на выходе 2 высокий потенциал, соответствующий логической единице: Интегральные микросхемы (ИМС) логических элементов - student2.ru .

Таким образом, схема реализует операцию ИЛИ-НЕ/ИЛИ.

Наши рекомендации