- •В. І. Губар
- •Імпульсна та цифрова електроніка
- •З задачами і вправами
- •Навчальний посібник
- •Передмова
- •1. Сигнали імпульсної техніки. Електронні інтегратори та диференціатори.
- •1.2 Електронні інтегратори.
- •1.3 Диференціатори.
- •1.4 Аналіз імпульсних кіл
- •1.5 Контрольні питання
- •1.6 Задачі.
- •2. Транзисторні ключі
- •2.1 Біполярний транзисторний ключ.
- •Перехідні процеси в транзисторному ключі.
- •2.2 Покращення характеристик транзисторних ключів (тк).
- •Підвищення швидкодії тк.
- •2.3 Ключі на польових транзисторах (пт).
- •2.4 Контрольні питання.
- •3 Генератори імпульсів і перетворювачі напруга-Частота
- •3.1 Транзисторний мультивібратор
- •3.2 Мультивібратори на операційному підсилювачі
- •3.3 Несиметричний мультивібратор
- •3.4 Мультивібратор в режимі очікування на операційному підсилювачі (одновібратор)
- •3.5 Перетворювачі напруга-частота (пнч)
- •3.5.1. Вступ
- •3.5.2. Генератори, керовані напругою (гкн)
- •3.5.3 Пнч з розрядом конденсатора.
- •3 .5.5. Пнч з імпульсним зворотнім зв’язком.
- •3.6 Контрольні питання
- •3.7 Задачі і вправи.
- •Частота зрізу за аналогією зі звичайними фільтрами визначається як
- •4.3. Інтегратори на комутаційних конденсаторах (кк).
- •4.4. Перетворювачі напруги на комутаційних конденсаторах (зарядовий насос).
- •Число періодів перемикання ключа на один період коливання дорівнює:
- •4.6. Псевдодиференційний вхід схем на комутаційних конденсаторах.
- •4.7 Контрольні питання
- •5. Логічні елементи і мінімізація бульових функцій
- •5.1 Бульові функції.
- •5.2 Контрольні питання.
- •5.3 Завдання до самостійної роботи.
- •6. Тригерні схеми і лічильники імпульсів
- •6.1. Тригерні схеми
- •6.1.1 Вступ.
- •6.1.3 Синхронізуємі rs-тригери.
- •6.1.4. Лічильні тригера (т- тригера).
- •6.1.5 Тригер затримки (d-тригер).
- •6.1.6 Універсальний тригер (jk-тригер).
- •6.2 Лічильники імпульсів (лі)
- •6.2.1 Вступ.
- •6.2.2 Суматорний асинхронний лічильник імпульсів.
- •6.2.3 Віднімаючий лічильник імпульсів.
- •6.2.4 Суматорний лічильник зі скрізним переносом.
- •6.2.5 Лічильник імпульсів на jk-тригерах.
- •6.2.6 Реверсивний лічильник імпульсів (рлі).
- •6.2.7 Лічильники імпульсів з к≠2n.
- •6.2.7.1 Лічильники імпульсів зі зворотним зв'язком та їхній синтез.
- •6.2.7.2 Паралельне включення лічильників.
- •6.2.7.3 Лічильники з виявленням деяких кодових комбінацій.
- •6.3 Контрольні питання.
- •6.4 Задачі
- •7. Цифрові комбінаційні схеми
- •7.1 Регістри
- •7.2 Шифратори і дешифратори
- •7.3 Мультиплексори і демультиплексори
- •7.5 Задачі
- •8.Пристрої пам’яті. ПрограмОвАні логічні
- •8.1 Вступ
- •8.2 Напівпровідникові пристрої оперативної пам’яті (поп)
- •8.3 Пристрої постійної пам’яті (ппп)
- •Програмовані ппп
- •Репрограмовані ппп
- •8.4 Пристрій вибірки-зберігання (пвз) аналогового сигналу
- •8.5 Деякі приклади застосування ппп
- •8.6 Програмовані логічні інтегральні схеми (пліс)
- •8.6.3 Пппп в якості пліс
- •8.6.4 Програмована матрична логіка (пмл)
- •8.7 Контрольні питання.
- •8.8 Задачі та вправи
- •9. Література.
- •1. Сигнали імпульсної техніки. Електронні інтегратори та диференціатори 4
2. Транзисторні ключі
2.1 Біполярний транзисторний ключ.
Ключовий режим транзистора характеризується двома стаціонарними станами і перехідним процесом :
1) Режим відсічки
2) Режим насичення
3) Перехідний процес
Для отримання режиму відсічки (рисунок 2.1) необхідно виконати умову :
UБЕ=UУПР –IK0MAX Rб < 0 (2.1)
де IK0MAX – найбільше значення початкового струму колекторного переходу при IЕ=0.
Rб- результуючий опір в колі бази, включаючи також опір джерела управляючого сигналу UУПР.
Для надійного запирання транзистора з урахуванням дестабілізуючих факторів запираючу напругу UбЕ вибирають - (0,2 – 0,6) В. Колекторна напруга закритого транзистора
UВИХ= ЕК=UВХ - IK0RК (2.2)
Вихідний опір розімкнутого ключа RВИХ визначається паралельним з’єднанням опору транзистора для постійного струму UВХ/IK0 та опором RК.Так як UВХ>>>IK0RК, то RВИХ≈RК.
В замкнутому стані ключа транзистор повинен бути надійно насиченим. Для цього відпираюча напруга управління UУПР повинна бути такою, щоб базовий струм Iб1 був більше струму бази при насичені IбН.
Глибина насичення характеризується коефіцієнтом насичення
S= Iб1 /IбН >1 (2.3)
Колекторний струм в режимі насичення :
IКН =(UВХ - UКН )/RК≈ UВХ/RК (2.4)
Рисунок 2.1.
Біполярний транзистор в ключовому
режимі
При струмі бази IБ=IБН можна вважати, що транзистор працює ще в активному режимі, і звідси випливає (при IБН >>IK0 )
IКН ≈h21IБН (2.5)
Із співвідношень (2.3, 2.4, 2.5) можна визначити величину базового струму, необхідну для отримання надійного режиму насичення транзистора
IБ1 =SIБН =S UВХ /h21RК (2.6)
В залежності від величини очікуваних імпульсів завад та розкиду параметрів транзистора величину S вибирають в межах від 1,2 до 2.
В зв’язку з залежністю h21 від температури та значним розкидом його величини для різних транзисторів умова (2.6) повинна бути виконана при мінімальному значенні h21MIN. Необхідне значення IБ1 забезпечується відповідним вибором величини відпираючої напруги управління UУПР та опору RБ.
З рис. 2.1 випливає, що
IБ1 = UУПР /( Rб +rВХ) (2.7)
де rВХ –вхідний опір насиченого транзистора .
Для зменшення впливу нестабільної величини rВХ на значення струму IБ1, необхідно, щоб RБ >>rВХ.
Опір насиченого транзистора rH=UВИХ / IKH малий в порівнянні з RК і тому вихідний опір ключової схеми RВИХ≈ rH.
При переключенні транзистора з режиму відсічки в режим насичення створюється перепад напруги на колекторі :
ΔUВИХ = UВХ – IК0 RК ≈UВХ (2.8)
Наведені співвідношення допомагають вибрати статичний режим ключової схеми.