Cтраница 4
Рассмотренные схемотехнические решения базовых логических элементов, предусматривающие использование БТ, имеют один общий принципиальный недостаток. Этот недостаток заключается в том, что переключательный транзистор в этих схемах работает в режиме насыщения. Глубокое насыщение БТ, имеющее место в схемах с непосредственными связями, или ограниченное с помощью диода Шотки, шунтирующего коллекторный переход БТ, в ДТЛ, ТТЛ и И2Л обусловливает накопление избыточного заряда неосновных носителей в рабочих областях БТ и в основном определяет время переходных процессов в схемах. Поэтому естественным представляется создание схем с ненасыщенным режимом работы переключательного транзистора. [46]
Дальнейшее понижение частоты не приводит к ее изменению. Быстродействие схем с непосредственными связями на БТ определяется временем зарядки паразитных емкостей и временем рассасывания избыточного заряда неосновных носителей, накапливаемого в эмиттерной, базовой и коллекторной областях БТ. При этом время, необходимое для рассасывания избыточного заряда, больше времени зарядки паразитных емкостей. В этом заключается основной недостаток данных схем, обусловленный работой БТ в режиме насыщения. Противоречие заключается в том, что для уменьшения времени задержки переключения необходимо увеличить уровни рабочих токов, при росте которых увеличивается время задержки, связанное с накоплением избыточных зарядов неосновных носителей. Среди схем с непосредственными связями на БТ наибольшее распространение получили схемы, базовые элементы которых соответствуют обобщенной структурной схеме, приведенной на рис. 1.2. Существует возможность построения базовых элементов в соответствии с обобщенной структурной схемой рис. 1.5. По аналогии со схемами на комплементарных МДП-транзисторах в качестве ПЭ можно использовать БТ я-р-л-типа, а в качестве НЭ - БТ / 7-л-р - типа. [47]
Так же как и в БТ, в нормальных закрытых ПТУП, работающих при прямых смещениях на р-л-переходе затвор - исток, происходит накопление избыточного заряда неосновных носителей в затворной, истоковой и канальной областях. Поэтому быстродействие схем с непосредственными связями на ПТУП также зависит от времени рассасывания неосновных носителей, которое и определяет в основном время формирования положительного фронта выходного импульса при переключении инвертора при закрывающемся ПЭ. Кроме того, параметром, характеризующим длительность переходных процессов в схемах с непосредственными связями на ПТУП, является зарядка паразитной выходной емкости инвертора при формировании отрицательного фронта выходного импульса. Разрядка выходной емкости происходит через сопротивление канала открытого ПТУП и зависит в первом приближении от постоянной времени, равной RKCBb [ K. Следует отметить, что составляющая времени задержки переключения, обусловленная накоплением избыточного заряда неосновных носителей, больше других составляющих при значениях рабочих токов, соответствующих высокому уровню инжекции p - n - перехода затвор - исток ПТУП. Однако с уменьшением уровня токов влияние эффектов накопления на время задержки переключения уменьшается. ПТУП, их влияние незначительно по сравнению с влиянием времени зарядки-разрядки паразитных емкостей. [48]
В момент ( 1 входное напряжение иг совершает отрицательный перепад и становится равным - EJ. Это вызывает появление прямого тока базы гб. Входное сопротивление открытого транзистора лвхэ, подобно прямому сопротивлению диода, устанавливается не мгновенно, но достаточно быстро. Пренебрегая этим временем и учитывая, что обычно сопротивление RQ много больше установившегося значения гвхэ. G - Под воздействием этого тока транзистор переходит из состояния отсечки в активную область и затем в состоание насыщения. Процесс включения удобно разбить на два этапа: формирование фронта выходного импульса и накопление избыточного заряда. [49]