 |
МС ТТЛ повышенного быстродействия.
|
|
|
|
Быстродействие МС можно повысить двумя путями: а) уменьшая сопротивление резисторов и паразитные емкости; б) предотвращая насыщение транзисторов схемы, а, следовательно, и накопление носителей зарядов в их базах.
Малые сопротивления в МС серий 130 и 131 (tЗ.Р. – 12 нс при Р – 23 мВт).
Базовый элемент в принципе не отличается от аналогичных элементов других серий ТТЛ.
Выходной каскад с парой совмещенных транзисторов (схема Дарлингтона) обладает меньшим выходным сопротивлением, что способствует быстродействию.
Более результативный и перспективный путь связан с применением транзисторов с барьером Шотки.
Транзисторы шоттки
Транзисторы Шоттки отличаются от обычных тем, что они не входят в глубокое насыщение, следовательно, в их базах в открытом состоянии накапливается мало носителей заряда, и в результате время их рассасывания меньше обычного.
Эффект Шоттки снижает напряжение открывания кремниевого p–n перехода от обычных 0,5... 0,7 В до 0,2... 0,3 В и значительно уменьшает время жизни неосновных носителей в полупроводнике. Эффект Шоттки основан на том, что в p–n переходе или рядом с ним присутствует очень тонкий слой металла, богатый элементами, свободный носителями.
Транзистор Шоттки можно представить как обычный транзистор с диодом Шоттки, включенном между его базой и коллектором, как показано на рис. 7.1.1.
|
Рис. 7.1.1. Транзистор Шоттки, представленный как обычный транзистор с диодом Шоттки, включенном между его базой и коллектором
При открывании транзистора базовый ток нарастает только до значения, лежащего на границе активного режима и области насыщения, а весь избыточный базовый ток отводится через открытый диод Шоттки через коллектор и эмиттер открытого транзистора на землю.
|
|
|
Чем сильнее откроется транзистор, т.е. тем меньше падение напряжения коллектор–эмиттер, тем больший ток отводится через диод Шоттки, минуя базу, на землю. Это приведет к закрыванию транзистора, т.к. уменьшение тока базы закрывает транзистор. Так образуется обратная связь, саморегулирующая режим работы транзистора, удерживая его от глубокого насыщения.
Сами диоды Шоттки имеют очень малые задержки включения и выключения. Накопление заряда в диодах Шоттки не происходит, т.к. протекающий в них ток вызван переносом основных носителей.
Когда транзистор заперт потенциал коллектора выше потенциала базы, а значит диод Шоттки смещен в обратном направлении и не влияет на работу транзистора.
Если в процессе отпирания транзистора потенциал коллектора становится ниже потенциала базы, диод Шоттки открывается и на нем устанавливается прямое напряжение Uпр. Поскольку это напряжение меньше 0,5 В, то коллекторный переход практически заперт, а следовательно, не возникает режима насыщения и связанных с ним двойной инжекции и накопления избыточных зарядов. Благодаря этому при запирании транзистора исключается задержка, вызываемая рассеиванием избыточного заряда.
На рис 7.1.2. показана разность потенциалов между выводами обычного транзистора и транзистора Шоттки, подтверждающая большее напряжение между коллектором и эмиттером транзистора Шоттки в открытом состоянии.
| |||
| |||
Рис. 7.1.2. Разность потенциалов между выводами обычного транзистора и транзистора Шоттки
Шифраторы
Шифратор выполняет функцию, обратную дешифратору. Классический шифратор имеет m входов и n выходов, и при подаче сигнала на один из входов (обязательно на один, и не более) на выходе появляется двоичный код номера возбужденного входа. Число входов и выходов такого шифратора связано соотношением m=2n. Шифратор можно использовать, например, для отображения в виде двоичного кода номера нажатой кнопки или положения многозначного переключателя.
|
|
|
|
|
|
