Конструирование и технология полупроводниковых интегральных микросхем на униполярных транзисторах. Чернышова Т.И - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 16 К определению быстродействия инвертора
При скачкообразном входном сигнале рабочая точка инвертора перемещается по траекториям, отмечен-
ным на рис. 16 цифрами 1-2-3 – при выключении (соответствует запиранию транзистора Т
2
) и 3-4-1 –
при включении (соответствует отпиранию транзистора Т
2
). В этом случае быстродействие инвертора
можно оценить по площади, расположенной под нагрузочной статической характеристикой при выклю-
чении, и по площади между нагрузочной и стоковой характеристиками ключевого транзистора при вклю-
чении. Действительно, как видно из рис. 16, эти площади пропорциональны средним значе ниям токов
заряда и разряда конденсатора нагрузки: i
мзар
= i
н
, i
Сразр
= i
С
– i
н
. Чем больше площади, тем больше сред-
ние значения емкостных токов и тем быстрее протекают переходные процессы. Так как площадь, соот-
ветствующая разряду конденсатора нагрузки, на рис. 17 больше площади, соответствующей его заряду,
то время включения всегда меньше времени выключения. Поэтому ограничимся расчетом большего
времени t
вкл
.
Рис. 17 Сложные схемы инверторов с пассивной нагрузкой:
а – элемент ИЛИ-НЕ; б – элемент И-НЕ
Расчет времени выключения легко провести при скачкообразном входном сигнале, составив диф-
ференциальное уравнение заряда конденсатора нагрузки C
н
током i(t) нагрузочного транзистора:
(
)
()
ti
d
t
tdU
С
C
=
н
. (38)
Для решения уравнения (38) в его правую часть нужно подставить в случае инвертора с пассивной
нагрузкой уравнение тока (3), в случае инвертора с пассивной нагрузкой и двумя источниками питания
– уравнение тока (2), а в случае инвертора с активной нагрузкой – оба уравнения тока (2) и (3).
Далее приведены решения уравнения (38) для различных типов инверторов в виде выражений для
времен выключения. Сюда включены выражения для сложных схем инверторов с пассивной (рис 17, а,
б), активной нагрузками (рис. 18, а, б). Эти схемы имеют расширенные функциональные возможности,
выполняя логические функции ИЛИ-НЕ и И-НЕ, и отличаются от простых инверторов параллельным
или последовательным включением нескольких ключевых и нагрузочных МДП-транзисторов.
Рис. 18 Сложные схемы инверторов с активной нагрузкой:

Страницы