Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Микросхемы ТТЛ с транзисторами Шотки



 

Микросхемы этого вида среди других изделий ТТЛ имеют максимальное быстродействие при умеренном потреблении мощности.

В p-n-переходе обычного диода, смещенном в прямом направлении, перенос тока обусловлен инжекцией неосновных носителей из одной области полупроводника в другую. Вследствие этого после переключения приложенного напряжения с прямого на обратное, ток протекает некоторое время, пока избыточная концентрация неосновных носителей не снизится до 0 (время рассасывания).

Основой диода Шотки является полупроводниковая пластинка с электронной электропроводностью, на которой создается высокоомная пленка толщиной 1–1,5 мкм полупроводника n-типа. На поверхность пленки наносят металлический слой, служащий одновременно электрическим контактом (рис. 3.16). Если к такому переходу приложить внешнее напряжение, то практически все падение напряжения будет приходиться на узкую высокоомную область, напряженность электрического поля в которой достигает значительных величин (до 106 В/м). В результате электроны приобретают энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера перехода металл-полупроводник и переходят в металлический слой.

 

Рис. 3.16. Диод Шотки: а – структура диода; б – условное обозначение

 

Здесь перенос тока обусловлен основными носителями – электронами, которые под действием высокого напряжения переходят из полупроводника в металл. Неосновные носители заряда при этом не накапливаются. Благодаря этому время выключения диода при смене полярности подключенного напряжения очень мало (до 100 пс = 0,1 нс). Для p-n-перехода это время равно 1 – 100 нс.

Другое достоинство диодов Шотки в том, что они отпираются при напряжении 0,2 – 0,4 В (против 0,4 – 0,7 для p-n-перехода).

Диоды Шотки подключают параллельно коллекторному переходу транзистора (рис. 3.17), придавая ему новые свойства. Такие транзисторы называются транзисторами Шотки.

Когда транзистор заперт или находится в ненасыщенном режиме, потенциал коллектора выше потенциала базы, диод смещен в обратном направлении и не влияет на работу транзистора. Если в процессе отпирания транзистора потенциал коллектора становится ниже потенциала базы, диод открывается и на нем прямое падение напряжения Uд < 0,4 В. Это же напряжение приложено и к коллекторному переходу транзистора. При таком напряжении в транзисторе не возникает режима насыщения и связанного с ним накопления избыточных зарядов. При разности потенциалов между коллектором и базой меньше 0,4 В коллекторный переход практически заперт, а следовательно, не возникает режима насыщения и накопления избыточных зарядов. Благодаря этому при запирании транзистора исключается задержка, связанная с рассасыванием избыточного заряда. Эти свойства дают возможность увеличить быстродействие транзисторов с диодами Шотки и микросхем, в которых они применяются.

 

 

Рис. 3.17. Транзистор Шотки: а – структура транзистора; б – условное обозначение

 

Схемы базовых элементов микросхем ТТЛШ представлены на рис. 3.18 и 3.19. Они повторяют рассмотренные ранее схемы базовых элементов ТТЛ. Отличие состоит в использовании в составе схем диодов и транзисторов Шотки. На рис. 3.18 представлена схема типового элемента ТТЛШ серий К530 и К531.

 

Рис. 3.18. Схема базового элемента ТТЛШ

 

Элемент реализует операцию 4И–НЕ.

В сравнении со схемой базового элемента универсальных серий ТТЛ (см. рис. 3.9) в схеме ТТЛШ внесены следующие изменения:

· используются только диоды и транзисторы Шотки (за исключением транзистора VT4, который не переходит в режим насыщения);

· верхний транзистор выходного каскада выполнен по схеме Дарлингтона на транзисторах VT4 и VT6 , который увеличивает значение коэффициента усиления базового тока, что обеспечивает большие токи в нагрузке и повышает быстродействие элемента;

· в цепь коллектора транзистора VT4 включен резистор R6, который ограничивает амплитуду “сквозного” тока от источника питания на общий провод в моменты переключения выходных транзисторов; резистор R5 обеспечивает прохождение обратного тока IК0 транзистора VT4.

 

На рис. 3.19 представлена схема типового элемента ТТЛШ серий К533 и К555. Элемент реализует операцию 2И–НЕ.

 

 

Рис. 3.19. Схема маломощного базового элемента ТТЛШ

Входная цепь этой схемы реализована на диодах VD1, VD2 и резисторе R1. Коллектор транзистора VT2 соединен с базой транзистора VT4 через диод VD5 и с выходом микросхемы через резистор R5. Это способствует уменьшению времени перезарядки паразитных емкостей нагрузки. Работа входной цепи аналогична работе входной цепи элемента ДТЛ (см. рис. 3.3).

В микросхемах новых серий КР1531 и КР1533, изготовляемых по новейшей технологии, в несколько раз уменьшена площадь, занимаемая элементами на кристалле. При этом существенно уменьшены потребляемая мощность, работа переключения и входные токи при низких уровнях входных напряжений ( Iвх0 ≤ 0,1 мА).

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.