December 15 2017 04:35:35
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Схема инвертора
Интегральные логические элементы на базе биполярного транзистора

Основой для построения логических элементов транзисторной логики с непосредственными связями служит инвертор, представляющий собой  резисторный каскад на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером.(Рис.2)

img02 img03

Рис.2  и Рис.3   Схема инвертора

На Рис.3  изображена рассматриваемая схема инвертора, в которой  коллектор транзистора подключен к  «+» источника напряжения питания  ЕК через резистор RК. Напряжение UБ  между базой и эмиттером транзистора является входным напряжением  инвертора, а напряжение UК  между коллектором и эмиттером  - выходным напряжением. Для инвертора справедливы следующие соотношения:

ЕК = UК + RК IК   ,  IК = ЕК / (RК + RТ), где RТ сопротивление транзистора. (1)

Т.к. мы рассматриваем  потенциальные логические элементы, то для них напряжение имеет два уровня:

  • При низком уровне напряжения на базе UБ  =0 (на входе логический 0)  транзистор заперт, его сопротивление бесконечно велико (RТ =∞) и коллекторный ток через транзистор не протекает (IК=0). В этом случае  инвертор можно представить  схемой замещения, в которой транзистор изображен в виде разомкнутого ключа и, как следует из соотношений (1) , выходное напряжение инвертора  UК = ЕК. (Т.е. на выходе высокий уровень, соответствующий логической 1.)

  • При увеличении  UБ сопротивление транзистора (RТ ) уменьшается, коллекторный ток  возрастает (IК), что приводит к  уменьшению напряжения UК на выходе инвертора.При  UБ>0,7 В транзистор полностью открыт и его сопротивление можно считать равным нулю (RТ=0). Как следует из  соотношений (1) , через транзистор протекает максимальный коллекторный  ток IК max = ЕК / RК, напряжение на выходе инвертора UК=0. Т.о. при высоком уровне входного напряжения (UБ  =0,7), соответствующем уровню логической 1, транзистор открыт. В этом случае  инвертор можно представить схемой замещения, в которой транзистор изображен в виде замкнутого ключа. (Т.е. на выходе низкий уровень, соответствующий логическому 0.)

При  построении комбинационных устройств логические элементы соединяются по цепочечной схеме, причем для реализации операции логического сложения по нескольким входам  транзисторы подключаются параллельно (Рис.4), а для  операции логического умножения – последовательно (Рис.5)

img04

              Рис.4. Схемная реализация логического элемента»ИЛИ» на три входа.

img05

               Рис.5. Схемная реализация логического элемента «И» на три входа.

Для  оценки свойств различных логических элементов служат статические и динамические параметры схем.

Статические параметры определяются по статическим характеристикам. Наиболее важной из них  является передаточная характеристика  UВЫХ = f(UВХ), представляющая собой  зависимость  напряжения UВЫХ на выходе логического элемента при изменении напряжения UВХ на одном из его входов и при постоянстве на других на уровне логического 0 или 1. Такая характеристика  для инвертирующего логического элемента изображена на Рис.6. и позволяет определить следующие параметры:

  • UМИН1-  минимальный уровень напряжения логической 1 (определяется по справочнику * - для данной микросхемы около 3,4 В);

  • UМАКС0 – максимальный уровень напряжения логической 0 (определяется по справочнику * - для данной микросхемы около 0,4 В) ;

  • UП – минимальный уровень напряжения логического перепада:

                         UП= UМИН1  -  UМАКС0;

  • UПОР1,  UПОР0- пороговые уровни входных напряжений поддержания логической 1 и 0;

  • deltaUВХ = UПОР0 -  UПОР1 – ширина зоны неопределенности входного напряжения , в которой состояние логического элемента не определено. В этой зоне логический элемент можно использовать в качестве усилителя напряжения;

  • UПОРпороговый уровень напряжения переключения  логического элемента:  UПОР  = (UПОР0 + UПОР1)/2


_____________________

справочник* - Справочник по интегральным схемам

img06

                              Рис.6. Передаточная характеристика инвертора.

img07

                             Рис. 6.а. Методика определения  UПОР1,  UПОР0

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: 0.03 секунд 2,297,607 уникальных посетителей