Высокая скорость - переключение
Cтраница 4
 |
Диодный переключа. [46] |
Быстродействие диодного ключа определяется процессами перезарядки паразитных емкостей схемы и переключения диодов. Малые перепады напряжения на элементах схемы и низкоомные нагрузки обеспечивают быструю перезарядку паразитных емкостей. Высокую скорость переключения имеют современные импульсные пленарные диоды с тонкой базой и диоды Шоттки. Примером диодов с тонкой базой является диод КД512А, имеющий время восстановления обратного сопротивления 1 не. В диодах Шоттки отсутствует явление накопления и рассасывания заряда. [47]
 |
Однополупериодный выпрямитель. [48] |
Для высоких скоростей переключения они не предназначены. [49]
Необходимость стабилизировать амплитуду тактирующих импульсов является серьезным недостатком приведенной схемы. Другим недостатком регистра является его низкая помехозащищенность. Туннельные диоды имеют высокие скорости переключения, которые достигают гигагерц, поэтому высокочастотные помехи, выбросы на тактирующих сериях могут быть причиной сбоя информации. Максимальная рабочая частота схемы определяется, как правило, паразитными емкостями ячеек, а также возможностью построения генератора тактирующих импульсов на высоких частотах. В настоящее время регистры на туннельных диодах могут работать на частотах до 100 - 200 МГц. При работе регистра на частотах ниже максимальной для повышения помехозащищенности схемы желательно шунтировать туннельные диоды конденсаторами, величину емкостей которых следует выбирать из условия обеспечения их заряда за время перекрытия двух соседних импульсов. [50]
 |
Прямоугольная характеристика намагничивания.| Зависимость между м.д.с. и временем переключения. [51] |
Процессы в туннельном диоде определяются кван-товомеханическим туннельным эффектом. Если даже энергия частиц недостаточна для того, чтобы преодолеть потенциальный барьер, возникающий за счет объемного заряда на переходе, то частицы могут туннелировать сквозь барьер и, пройдя переход, будут находиться в тех же энергетических состояниях, что и до перехода. Туннельный эффект позволяет достигнуть весьма высокой скорости переключения. Статическая характеристика туннельного диода имеет вид кривой, приведенной на рис. 9.8. Там же указаны типовые значения токов и напряжений. Хотя туннельный диод может изготовляться и на большие значения токов, однако увеличение тока через диод уменьшает его быстродействие. [52]
Условные обозначения показаны на рисунке. МОП-транзисторы не требуют никакого другого электрического поля на затворе, кроме импульса для запирания и отпирания его входного конденсатора. Они могут работать с высокими скоростями переключения и более низкими токами по сравнению с биполярными транзисторами ( В. [53]
Каждый из этих этапов, в свою очередь, состоит из набора элементарных действий, скорость выполнения к-рых определяется скоростью переключения элементов и тактовой частотой. Эта задача решается разработкой микроминиатюрных элементов с высокой скоростью переключения, малой мощностью рассеивания и высокой надежностью па основе пленочной и молекулярной электроники. В равной степени это относится к повышению быстродействия запоминающих и внешних устройств ЦВМ за счет использования новых физич. Условно сюда можно отнести применение асинхронного принципа управления, когда отдельные устройства машины имеют блоки местного управления. [54]
Каждый из этих этапов, в свою очередь, состоит из набора элементарных действий, скорость выполнения к-рых определяется скоростью переключения элементов и тактовой частотой. Эта задача решается разработкой микроминиатюрных элементов с высокой скоростью переключения, малой мощностью рассеивания и высокой надежностью на основе пленочной и молекулярной электроники. В равной степени это относится к повышению быстродействия запоминающих и внешних устройств ЦВМ за счет использования новых физич. Условно сюда можно отнести применение асинхронного принципа управления, когда отдельные устройства машины имеют блоки местного управления. [55]
Эти схемы представляют собой буферные регистры, имеющие на выходах шинные формирователи с тремя состояниями. Минимальное значение ВЫСОКОГО уровня на выходе этих элементов составляет 3 65 В, в то время как у обычных элементов ТТЛ эта величина равна 2 4 В. Они имеют также выход с активной нагрузкой, гарантирующий высокую скорость переключения при более положительном ВЫСОКОМ уровне. Для новых МОП-элементов с низкими значениями входного порога такие приборы, снабженные специальной выходной схемой, обычно не требуются, так как здесь вполне удовлетворительно работают обычные элементы ТТЛ. [56]
Вторая схема ( рис. 3.72 6) переключает подачу в нагрузку питания 12 В при значительном токе нагрузки; это может быть радиопередатчик или что-то подобное. Поскольку у нас есть лишь 5-вольто-вый диапазон логического сигнала, то для создания полномасштабного сигнала амплитудой 12 В, который будет управлять / - канальным МОП-вентилем, мы использовали слаботочный - канальный ключ. Обратите внимание на высокое сопротивление резистора в цепи стока и-ка-нального МОП-транзистора, что здесь совершенно оправдано, так как ток в цепи затвора / - канального МОП-вентиля не течет ( даже при полном токе через ключ 10 А) и нам не требуется высокая скорость переключения в такого рода применениях. [57]
Физикам известны десятки ключевых приборов, обладающих этим свойством; число их с каждым годом увеличивается, и на основе любого из них можно в принципе построить машину. Реальные компьютеры предъявляют к своему основному элементу целый набор весьма жестких требований. Это и высокие скорости переключения элемента из одного состояния в другое, и малые его размеры, и малая потребляемая им мощность, а также малая стоимость, надежность... Здесь большую услугу вычислительной технике могут оказать сверхпроводники, перспективы их использования в ЭВМ оцениваются весьма оптимистично. Многие ведущие специалисты в мире сейчас считают, что ЭВМ должны стать сверхпроводящими. [58]
С развитием и совершенствованием технологии базовым для ТТЛ стал ключ со сложным инвертором, который позволил практически полностью устранить недостатки схем с простыми инверторами. Транзистор VT4 рассчитан на большой рабочий ток и имеет малое время выхода из режима насыщения при переключении схемы. Через этот транзистор стекают на землю входные токи ключей-нагрузок. Способность рассматриваемой схемы работать на большую емкостную нагрузку при высоких скоростях переключения объясняется тем, что в них как заряд, так и разряд нагрузочной емкости происходит через низко-омную выходную цепь. При UBXt 0 ( на один из эмиттеров VT1 подан потенциал корпуса) переход база - эмиттер ( б - э) транзистор VT1 открыт. Потенциал на базе VT4 близок к нулю и транзистор VT4 закрыт. Потенциал на коллекторе VT2 и на базе VT3, близкий к напряжению источника питания 5 В, открывает б - э переход VT3 и р - п переход VD, вызывая в нагрузке ток Лвых. [59]
Прежде всего следует отметить, что диоды, применяемые в источниках питания, это совсем не то, что малосигнальные Диоды вроде 1N914, применяемые в схемотехнике. Сигнальные диоды рассчитаны на высокое быстродействие ( несколько наносекунд), Малые токи утечки ( несколько наноампер) и малую емкость ( несколько пикофарад); они могут выдерживать ток до 100 мА, а напряжение пробоя редко превосходит 100 В. Выпрямительные диоды и мосты, предназначенные для работы в источниках питания, выдерживают ток от 1 до 25 А, а напряжение пробоя их - от 100 до 1000 В. Для высоких скоростей переключения они не предназначены. [60]
Страницы: 1 2 3 4