Время - переключение - транзистор
Cтраница 3
Он позволяет прогнозировать изменения свойств отдельных элементов, когда осуществляют уменьшение их линейных размеров. Так, например, время переключения транзистора должно уменьшиться вдвое, если все его размеры сокращаются наполовину. Этот прогноз опирается на результаты, полученные в ходе решения математических уравнений, с помощью которых описываются элементы. Однако он непригоден, когда краевые условия, используемые при решении уравнений, не допускают соответствующего масштабирования. Более серьезная проблема состоит в том, что напряжение, приложенное к стоку, не может быть выбрано произвольно малым: по соображениям физического плана его значение должно превышать величину, равную примерно 2 В, а если необходимо обеспечить совместимость с ТТЛ ИС, то его следует поддерживать равным 5 В. В столь сильных полях происходит разогрев электронов, и их средняя скорость возрастает настолько, что они проникают в оксид затвора и там попадают в ловушки зарядов ( отчего пороговое напряжение транзистора изменяется) или же проходят туннельно через всю толщину затворного оксида, что также вызывает резкое искажение функциональных характеристик МОП-транзистора. Физические ограничения, определяющие пределы дальнейшего уменьшения размеров элементов и необходимых для их изготовления вспомогательных структур средствами полупроводниковой технологии, в настоящее время хорошо изучены. [31]
Задачей расчета является выбор элементов схемы с учетом разброса их параметров и изменения температуры окружающей среды. При расчете не будем учитывать время переключения транзисторов, т.е. ограничимся только статическим расчетом, так как скорость переключения транзисторов значительно превышает скорость изменения входного сигнала. [32]
Как известно, угол ф насыщения магнитного усилителя является функцией тока / вх управления. Среднее значение тока в нагрузке зависит от момента времени переключения транзисторов в режим насыщения, практически совпадающего с углом ф, поскольку фронт импульса тока гр крутой. [33]
Если интегральные транзисторы предназначаются для использования в высокочастотных аналоговых или быстродействующих цифровых схемах, то коллекторную область целесообразно дополнительно легировать золотом. Это позволяет резко сократить время жизни неосновных носителей заряда, а тем самым и время переключения транзистора. [34]
 |
Процессы при включении транзистора ( а и выключении ( б. [35] |
Динамические характеристики транзистора по-разному описывают его поведение в линейном или ключевом режимах. Для ключевых режимов очень важным является время переключения транзистора из одного состояния в другое. В то же время для усилительного режима транзистора более важными являются его свойства, которые показывают возможность транзистора усиливать сигналы различных частот. [36]
Основное внимание при выборе транзисторов уделяется вопросу - соответствует ли время переключения транзистора заданному быстродействию декады. Задача может рассматриваться и по-другому: установив значение минимального времени переключения, выбирают схемы триггеров и декад, позволяющие реализовать быстродействие транзисторов. Следовательно, в любом случае приходится определять время переключения транзистора. [37]
На эмнттериом переходе транзистора Tf появляется запирающее напряжение. Изменение напряжения на аммит-терах возможно только во время переключения транзисторов. [38]
В течение этого времени прямой ток диода эмиттер - база утекает преимущественно в базу; ток коллектора уменьшается на величину экспоненциально падающего тока заряда диффузионной емкости. Постоянная времени заряда зависит не только от внутреннего сопротивления базы транзистора R s, но и от внешнего сопротивления источника управляющего напряжения. Поэтому в случае, когда управление производится от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением, время переключения транзистора меньше, чем в случае, когда управление производится от источника тока с большим внутренним сопротивлением. [39]
Сердцем компьютера является генератор тактовой частоты - электронная схема, вырабатывающая импульсы тока с постоянной, фиксированной для каждого типа компьютеров, частотой. Эти импульсы синхронизируют работу всех устройств и логических элементов ЭВМ. Длительность одного импульса в современных компьютерах измеряется нано - или пикосекундами. Чем чаще импульсы, тем быстрее работал бы процессор, но здесь существует физический предел - время переключения транзистора. [40]
Улучшение быстродействия при одновременном снижении мощности можно получить, применяя в логических ключах принцип дополнительной симметрии. В таких схемах вместо коллекторных ( сто-ковых) резисторов используются транзисторы противоположного типа проводимости. В статическом состоянии из двух последовательно включенных транзисторов один всегда открыт, а другой заперт. При изменении полярности напряжения на входе ключа транзисторы меняют состояния. Благодаря отсутствию резисторов схема имеет низкое выходное сопротивление. В схемах с дополнительной симметрией мощность потребляется только во время переключения транзисторов. Для получения низкой мощности переключения напряжение питания Еп следует снижать до минимально возможной величины. При определении минимального Еи следует учесть, что пороговое напряжение для МОП-транзисторов с - каналом обычно меньше порогового напряжения транзисторов с р-каналом. Для большинства практических случаев, когда основными требованиями остаются стабильность и быстродействие схемы, Еа должно быть значительно выше порогового напряжения МОП-транзистора с р-каналом. [41]
 |
Транзисторный ключ. [42] |
Согласно сформулированным выше условиям, при Ua UH входное напряжение должно соответствовать уровню L. Под уровнем L понимаемся такое наибольшее входное напряжение, при котором транзистор еще остается надежно запертым. Для кремниевого транзистора, находящегося при комнатной температуре, за уровень L может Сыть принято напряжение 0 4 В. Теперь, когда уровни UL и С / я выбраны, необходимо рассчитать параметры схемы таким образом, чтобы при Ue С / я выходное напряжение удовлетворяло условию C / e C / L. Схема должна быть рассчитана таким образом, чтобы это требование выполнялось и для самого неблагоприятного случая, т.е. даже при С / е С / я 1 5 В выходное напряжение оставалось бы меньше, чем UL 0 4 В. Коллекторное сопротивление RC выбирается такой величины, чтобы время переключения транзистора было достаточно малым, а величина коллекторного тока не была слишком велика. [43]
 |
Схема типа РЕТЛ. [44] |
В этом случае образуется схема типа РТЛ, принцип работы которой и выполняемые ею логические функции ничем не отличаются от рассмотренной выше схемы типа ТЛНС. Следует, однако, отметить, что схемы типа РТЛ имеют относительно небольшое быстродействие. При поступлении входного сигнала эта емкость заряжается через соответствующий базовый резистор. Постоянная времени заряда ( т RC) при достаточно большом сопротивлении базового резистора может превысить длительность входного сигнала. В результате происходят искажения формы входного сигнала, затягивание процесса отпирания транзистора и. Схемы такого типа называются схемами РЕТЛ. В момент переключения конденсаторы ( их называют ускоряющими) на некоторое время закорачивают резисторы и тем самым как бы исключают их из схемы. Поэтому постоянная времени заряда паразитных базовых емкостей резко уменьшается, а время переключения транзисторов из запертого состояния в открытое и наоборот заметно сокращается. [45]
Страницы: 1 2 3