Материал: mikroshemotehnika

Із виходів ПІ знімають такі потенціали:

Uвих1 UK1 U0 E ,

Uвих2 UK2 U1 E .

3 Нехай на вхід ПІ поданий сигнал Uвх U0 Uоп . Процеси в схемі проходитимуть так:

Uвх UБЕ1 IЕ1 IK1 UK1

URE UБЕ2 IЕ2 IK2 UK2 .

Внаслідок цього емітерний струм IE перерозподі-

литься на користь IE2 , через що транзистор V1 закривається,

переходить до режиму відсічки (точка С на СПХ рисунка 2.7), а V2 – більше відкривається і залишається в активному режимі.

61

На виходах ПІ встановлюються такі потенціали:

Такий ПІ називається перемикачем струму. Він дозволяє водночас на колекторі V1 одержати інвертований, а

на колекторі V2 неінвертований сигнал (стосовно вхідного

сигналу).

Властивості схеми перемикача струму:

1) перемикання схеми відбувається в зоні активного режиму, ширина якої невелика і становить U 0,15 0,2B . Тому для керування перемикачем струму потрібні малі перепади потенціалу (десяті частки вольт);

2) перемикач струму характеризується високою швидкістю перемикання внаслідок роботи транзисторів в активному режимі за відсутності розсмоктування і накопичення неосновних носіїв у базах.

2.2.3 Потенціальні інвертори на МОН-транзисторних структурах

Загальний недолік розглянутих схем ПІ на біполярних транзисторах (рис. 2.5 і 2.6) полягає в такому. Функцію навантаження у них виконує резистор RK , що має високу

лінійність, але інтегральне виготовлення якого стикається з технологічними труднощами. Цей недолік подоланий у потенціальних інверторах на МОН-транзисторах. У схемотехніці ЛЕ найбільш поширені МОН-структури з індукованим p-каналом.

62

2.2.3.1 Потенціальний інвертор на однотипних МОН-структурах

Схема ПІ на МОН-транзисторах з індукованим каналом p-типу зображена на рисунку 2.8 а.

Рисунок 2.8 – Потенціальний інвертор на МОН-структурах

Склад схеми. Va – активний (комутувальний) транзис-

тор; VH – навантажувальний транзистор (еквівалент опору навантаження). Вхідний сигнал подається на затвор Va , а

вихідний знімається з точки з’єднання витоку транзистора VH і стоку транзистора Va ; Uвх U1 Uпор , Uвх U0 0.

Принцип дії. Схема (рис. 2.8) працює в негативній логіці. При надходженні на вхід схеми Uвх U1 транзистор

Va відкривається. Транзистор VH відкритий постійно

(Ec Uпор ). Через схему протікає струм стоку

Ic RHEcRa ,

де RH , Ra – опори каналів МОН-транзисторів VH і Va

відповідно.

63

Напруга на виході ПІ Uвих RHEcRa Ra .

Для забезпечення стану Uвих U0 0 необхідно, щоб

RH Ra . Технологічно це досягається шляхом виготов-

лення МОН-транзисторів VH і Va із різними геометричними розмірами каналів. При надходженні на вхід схеми

Uвих U0 0 (Uвх Uпор ) транзистор Va закривається, коло

протікання струму Ic розмикається і на виході встановлюється

Uвх U1 Ec .

Розглянуту схему ПІ з одним джерелом живлення називають схемою з нелінійним опором навантаження, оскільки транзистор VH працює як на крутій, так і на

пологій частинах вихідної характеристики (рис. 2.9).

Якщо застосувати схему інвертора, в якій напруга на затворі транзистора VH задається окремим джерелом

(рис. 2.10), то навантажувальний транзистор працює в крутій області, де його властивості наближені до властивостей лінійного опору. Таку схему називають ПІ з квазілінійним опором навантаження.

Uc Uз Uпор

Рисунок 2.9 – Стокова характеристика МОН-транзистора

64

Рисунок 2.10 – Потенціальний інвертор на МОН-структурах із квазілінійним опором

Основний недолік ПІ на однотипних МОН-транзис-

торах: у режимі, коли Uвх U1 і Uвих U0 , через структуру постійно протікає струм стоку Ic . Це зумовлює велику

споживану потужність схеми. Цей недолік подоланий у схемах ПІ на комплементарних МОН-транзисторах.

2.2.3.2 Потенціальний інвертор на комплементарних МОН-транзисторних структурах (КМОН-транзисторах)

Комплементарними (доповнювальними) МОН-тран- зистори (КМОН-транзистри) називаються об’єднання таких МОН-транзисторів, які мають ідентичні характеристики, але керуються різнополярними сигналами (наприклад, об’єднання n- і p-канальних структур). На рисунку 2.11 показана схема ПІ на КМОН-транзисторах.

65