December 12 2017 08:16:28
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Каскад на МОП транзисторах
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Каскад на МОП транзисторах с линейной нагрузкой (а), его характеристика (б) и каскад с нелинейной нагрузкой (в), его характеристика (г)

Проходную характеристику  можно получить по участкам на основе кусочной модели МОП транзистора:

img022 при img023;

img024 при img025

img026 при img027.

Типичные значения параметров транзистора с индуцированным каналом: k0 = (0,1…1) мА/В2, k1  = (0,01…0,03) мА/В2, U0  = (2...4) В.

При нулевом токе затвора Uвх = Uз и уравнение каскада имеет вид:

img028

Если уровень входного сигнала ниже напряжения отсечки Uвх< U0, то ток Iс = 0 и выходное напряжение неизменно Uвых = Uз = Vс. Увеличение входного напряжения Uвх > U0 приводит к появлению тока стока и изменению выходного напряжения в соответствии с выражением:       img029.

При img030 рабочая точка переходит на следующий участок характеристики и описывается выражением:

img031

Полученная характеристика подобна характеристике каскада ОЭ на БТ и выходное напряжение принимает два значения, которые можно интерпретировать как нулевой U 0 и единичный U 1 уровни (рис. 2.6,б). Значение U 0 , вычисленное из последнего выражения при Uвх = U 1  будет снижаться при увеличении нагрузки Rc (приемлемым считают сопротивление Rc 20 Rк , где Rк – сопротивление канала, лежащее в пределах 1…5 кОм). Такой резистор занимает площадь примерно в 30 раз превышающую площадь транзистора, и поэтому в качестве нагрузки используют транзистор Тн с индуцированным (или встроенным) каналом (рис.2.6,в).

При работе нагрузочного транзистора на пологом участке выходной характеристики он представляет собой нелинейную нагрузку. Характер зависимости Uвых(Uвх) (рис.3.3,г) не изменится по сравнению с линейной нагрузкой, но параметры каскада будут отличаться. На спадающем участке характеристика получается линейной с наклоном img032, где k – параметр нагрузочного транзистора. Нулевой уровень напряжения также зависит от отношения k0/k.

В цифровых элементах широко распространена схема на взаимодополняющих транзисторах Tn и Tp (рис.2.7,а) c каналами n- и p-типа (комплементарная МОП структура), которая обеспечивает полную симметрию схемы относительно входного и выходного сигналов. Проходная характеристика также может быть построена по участкам с использованием кусочных моделей транзисторов.











Рис.2.7. КМОП структура (а) и проходная характеристика (б)

При малом входном сигнале (Uвх < Uоn) закрыт транзистор Tn  и его ток стока Iсn = 0, что обеспечивает высокий уровень выходного сигнала Uвых =V. Соответственно, при больших значениях входного напряжения  (Uвх > V – Uоp) закрыт транзистор Tp и его ток стока Iсp= 0, что приводит к низкому уровню выходного напряжения Uвых = 0. На переходных участках один транзистор работает на крутом участке характеристик, а другой на пологом. При напряжении Uвх  ≈ V/2 оба транзистора работают на пологих участках и на проходной характеристике наблюдается весьма резкое изменение (скачок) выходного напряжения. Для уточнения характера зависимости необходимо учесть конечный наклон выходных характеристик транзисторов.

Полученная проходная характеристика (рис.2.7,б) имеет симметричный вид. Отсутствие потребления каскадом тока в установившихся (статических) режимах нулевого U 0 = 0 и единичного U 1 = V логических уровней относят к основным достоинствам схемы.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 2,295,780 уникальных посетителей