October 16 2017 23:05:00
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Структура транзистора с инжектором
ТРАНЗИСТОРНЫЕ КАСКАДЫ

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.3.4,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.

К каскадам, полученным в результате совершенствования схемотехники элементов интегральной технологии, относится схема на биполярном транзисторе с инжекционным питанием. Ток транзистора задается источником, подключенным к отдельному электроду (инжектору), который соединен с областью полупроводника, имеющего одинаковый с базой тип электропроводности (рис.3.5,а).






Рис. 3.5. Структура транзистора с инжектором (а), эквивалентная схема (б), каскадное соединение (в) и проходная характеристика (г)

Общая область эмиттеров для множества транзисторов при их вертикальном расположении и как следствие отсутствие изолирующих областей между каскадами позволяет получить большую плотность размещения элементов на поверхности кристалла.  Высокая степень интеграции и малая потребляемая мощность при низком напряжении электропитания обусловили их использование в экономичных цифровых БИС.

Эквивалентную схему представленной структуры можно изобразить в виде многоколлекторного транзистора Т с подключенным к его выводам каскадом по схеме с общей базой на транзисторе Ти типа p1 - n - p. Область эмиттера Ти соединена с выводом инжектора, подключенного к источнику электропитания Vи (рис.3.5,б). Если приложенное напряжение превышает уровень отпирания перехода Vи  > U*, то происходит инжекция дырок из области p1 в область n. Дальнейший путь носителей зависит от потенциала базы транзистора Т. При Uб > U* переход база - эмиттер открыт и возникает ток Iб , а при Uб < U* переход база - эмиттер закрыт и заряд дырок должен быть  скомпенсирован зарядом доставленных из внешней цепи электронов. Термин «инжекционное питание» означает, что электрическая энергия, необходимая для преобразования сигналов, вводится инжекцией носителей из области p1 за счет источника сравнительно низкого напряжения Vи ≈ 1 В.

Перераспределение тока инжектора между различными ветвями цепи обеспечивается при работе схемы в цепочке одинаковых каскадов (рис.3.5,в). Для удобства анализа показаны только два транзистора цепочки: исследуемый Т и предшествующий Тз. Общий для всей цепочки инжектирующий транзистор представлен в виде источника тока Iи . Если на входе Тз действует сигнал высокого уровня U 1 > U* , то он находится в состоянии насыщения (открыты оба перехода) и ток источника Iи замыкается по цепи коллектор – эмиттер Тз. Транзистор Т находится в запертом состоянии вследствие выполнения условия Uкэн < U*.  При подаче сигнала, запирающего Тз уменьшится его коллекторный ток, что приведет к повышению потенциала коллектора и соединенной с ним базы Т.  При достижении значения Uб = U* базовый переход откроется, и токи Iб  и Iк  будут быстро нарастать. Следовательно, произойдет переключение тока инжектора из коллекторной цепи Тз в базовую цепь Т. В зависимости от уровня внешнего сигнала изменяются напряжения на входе и выходе транзистора Т, формируя проходную характеристику каскада (рис.3.5,г). Каскад может использоваться в качестве двоичного логического элемента с ориентировочными уровнями напряжений U 0 = 0,1 В и U 1 = 0,6 В.

3.3. Усилительные характеристики каскадов

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: 0.02 секунд 2,254,128 уникальных посетителей