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Digitale Schaltungen der Bipolartechnik
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1. Bipolare digitale Schaltungen werden in Übersteuerungslogik (ÜL) und in emitter-gekoppelte Logik (ECL) realisiert. Verschiedene ckarakteristische Realisierungen verwenden alle im Prinzip die gleiche Übersteuerungslogik-Schaltstufe (ÜL-SS). Unter Umständen kann darin Rc entfallen (offen-Kollektorstufe), wenn die folgende Anpaßstufe (AS) die Rc-Funktion mit übernehmen kann. Die in der (S)TTL-Schaltung gezeigte Schaltstufe (SS) arbeitet mit einem aktiven (geschalteten) Arbeitswiderstand des Transistorschalters Ts, bestehend aus einem Strombegrenzungswiderstand Rs, dem Arbeitstransistor und einer Verschiebediode. Die AS ist für diese Doppelansteuerung der Schaltstufe mit einer Phasenaufspaltestufe ausgerüstet.
2. Mit einer sicheren Einhaltung der Sperr- und der Übersteuerungsbedingung lassen sich alle Betriebs- und Herstellungstoleranzen beherrschen. Auf dieser Grundlage werden einfache und hochzuverlässige Schaltungen realisiert. Ihr Nachteil ist die mit dem Übersteuerungszustand (ÜZ) verbundene hohe Ausschaltverzögerungszeit ts.
3. Die maßgebliche Technik ist die TTL (Transistor-Transistor-Logik). Mit einem Multiemittertransistor (MET) wird UND-Funktion verknüpft. Die leistungsfähige Schaltstufe mit aktivem Arbeitswiderstand kann für Ausgangsfaktor Fa 10 oder 30 ausgelegt werden. In Schottky-TTL sind alle Transistoren und Dioden, die den Inverszustand (IZ) oder Übersteuerungszustand erreichen, mit einer Schottky-Diode „geklemmt".
4. In LSI-IE-Schaltungen wird mit geringerem Aufwand (Flächenbedarf) gearbeitet. Von den oben angegebenen Schaltkreisfamilien und Kombinationen sind vereinfachte IE-Schaltungsvarianten erprobt worden.
5. In Form der IIL (integrierte Injektionslogik) liegt aber ein Konzept vor, das die LSI-Bedingungen optimal nutzt und die Forderungen optimal realisiert. Diese Injektionslogik läßt sich nur unter LSI-IE-Bedingungen einsetzen und arbeitet mit minimalen Strömen und minimalen Flächenforderungen. Der ÜL-SS-Schalttransistor Ts wird als Multiemitter-Substrattransistor ähnlich wie der MET für die TTL-Technik realisiert, er wird aber invers betrieben, stellt also einen Multikollektor-npn-Vertikaltransistor dar. Der „Arbeitswiderstand“ ist hier ein lateraler pnp-Transistor. Beide Transistoren wurden verschmolzen (ineinandergeschoben).
6. Für extreme Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit (insbes. für VHSIC - very-high-speed IС) werden ECL-Schaltungen eingesetzt. Es wird mit konstanten Strömen in der Stromschaltlogik-Schaltstufe (SL-SS) gearbeitet, dabei befindet sich kein Transistor im Übersteuerungszustand und es werden trotzdem die Toleranzprobleme beherrscht. Das erfordert aber bei den ECL-Schaltungen einen höheren Schaltelemente - Flächenaufwand.
Задания к тексту:
Употребите пассивную форму.
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Образец: In der Abbildung erkennt man verschiedene Realisierungen. → Verschiedene Realisierungen werden in der Abbildung erkannt.
1. Den Schalttransistor stellt man her als Multiemitter-Substrattransistor. 2. Die Anpaßstufe rüstet man mit einer Phasenaufspaltestufe aus. 3. Beide Transistoren verschmilzt man. 4. Die LSI-Bedingungen nutzt man optimal. 5. In LSI-IE-Schaltungen arbeitet man mit geringerem Aufwand. 6. Für extreme Anforderungen setzt man ECL-Schaltungen ein. 7. Trotzdem beherrscht man die Toleranzprobleme.
2. Образуйте от следующих глаголов существительные и переведите их:
betreiben, verschmelzen, ausrüsten, abbilden, einhalten, auslegen, vereinfachen, verzögern.
3. Прочтите следующие сокращения и расшифруйте их:
ÜL, ÜL-GE, ECL, ÜL-SS, AS, TTL, IZ, ÜZ, MЕТ
4. Укажите слова, сочетающиеся друг с другом:
Schaltkreis -grad
Integration(s) -schalter
Flächen -aufwand
Transistor -variant
Herstellung(s) -logik
Schaltung(s) -bedingung
Injektion(s) -familien
Übersteuerung(s) -toleranzen
6.Дополните предложения подходящими по смыслу глаголами в форме Partizip II:
7.1. Anpaßstufe ist für die Doppelsteuerung der Schaltstufe mit einer Phasenaufspaltestufe.... 2. Mit einem Multiemittertransistor wird UND-Funktion.... 3. Der ÜL-SS-Schalttransistor wird invers....4. Für extreme Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit werden ECL-Schaltungen.... 5. In LSI-IE-Schaltungen wird mit geringerem Aufwand (Flächenbedarf).... 6. Die Toleranzprobleme werden dabei.... 7. Auf dieser Grundlage werden einfache und hochzuverlässige Schaltungen....
(gearbeitet, ausgerüstet, beherrscht, verknüpft, betrieben, realisiert, eingesetzt).
Образуйте причастные определения.
Образец: die Schaltungen realisieren → die realisierten Schaltungen
die Schaltstufe zeigen, die Strukturen darstellen, den Arbeitswiderstand anschalten, den Inverszustand erreichen, die Kombination anwenden, die Schaltkreise aufbauen, das System steuern.
Текст В: Bipolareffekte
Man erkennt sofort eine ganze Anzahl potentieller Parasitäreffekte.Das sind die Kontakt- und Bahnwiderstände, die Dotierungsgruben-Substrat-Dioden, unter dem MIS-FET ein npn-LBT (Lateral-Bipolartransistor) mit Basis auf Substratpotential und die Gatekapazitäten. Die Parasitärkapazitäten der Bipolarelemente sind selbstverständlich. Jede Überkreuzung einer Metall-Leitbahn über zwei benachbarte Dotierungsgruben ergeben einen parasitären MIS-FET (S-, D- oder Unterkreuzungsgebiete). In der angedeuteten Realisierung wird dem damit begegnet, daß bei gewollten aktiven MIS-FET ein dünnes Gateoxyd mit niedriger Schwellspannung Anwendung findet, außerhalb ein dickes Feldoxyd mit hoher Schwellspannung UTF > UDD, größer als die Betriebsspannung. Bei diesen Überlegungen wird auch deutlich, daß bei IS vorrangig Anreicherungstypen MIS-FET Einsatz finden. Damit sind die Probleme der Selbstisolation und der parasitären MIS-FET gut zu beherrschen. Werden dennoch Verarmungstypen MIS-FET benötigt, müssen diese z.B. durch eine Ionenimplantation selektiv (Maske) angelegt werden.
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Die Gatekapazitäten ergeben sich als „konstruktive" Überdeckungskapazitäten zu den Dotierungsgruben und als arbeitszustandsabhängige Überdeckungskapazitäten zum Kanal (mit Wichtung der örtlichen Potentialdifferenz). Im Sperrzustand hat das Gate auch eine Kapazität gegen das Substrat. Alle Kapazitäten des MIS-FET sind für ein dynamisches Verhalten von Nachteil. Sie stellen zusammen mit den Leitbahnkapazitäten maßgebliche Elemente für die maximale Arbeitsfrequenz dar, da der innere MIS-FET-Effekt fast verzögerungsfrei wirkt (< 10¯10s).
Die angedeuteten Bipolareffekte können außer den Restströmen und den Sperrschichtkapazitäten vernachlässigt werden. Bei allen praktischen Schaltungen werden die Bipolarelemente gesperrt betrieben. MIS-FET nutzen den Oberflächenbereich der Halbleiterschicht. Hier gibt es eine Reihe komplizierter Effekte, deren technologisch stabile Beherrschung die Anwendung von MIS-Schaltungen gegenüber der Bipolartechnik um zehn Jahre verzögert hat. Inzwischen ist aber für LSI/VLSI-Schaltungen die MIS-Technik von ausschlaggebender Bedeutung geworden.
Задания к тексту:
1.Найдите предложение, содержащее сведения о применении слоев тонкого и толстого окислов в МОП-транзисторе.
2. Где сказано, какие элементы структуры полевого транзистора определяют его максимальную рабочую частоту?
3. Укажите предложение, в котором говорится, из чего складывается емкость затвора МОП-транзистора, а также указан тип МОП-транзисторов, в основном используемых в ИС.
4. Укажите предложение, в котором говорится о режиме работы всех pn-переходов МОП-структуры.
5. Где сказано о причине задержки на десятилетие развития МОП ИС по сравнению с биполярными?
6. В каком предложении подчеркивается исключительное значение МОП-структур для схем с высокой и сверхвысокой степенью интеграции?
7. Укажите предложение, в котором перечислены паразитные эффекты, наблюдаемые в полевых транзисторах, и назовите их.
Вариант – 8
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