Проектирование интегральных микросхем. Шелохвостов В.П - 47 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

оскольку электрические и конструктивные параметры транзисторов тесно связаны, то имеет смысл
рассматривать при расчетах цифровых МДП-ИМС малой и средней степени интеграции статический и
динамический режимы, по крайней мере, трех наиболее распространенных инверторов. Они отличаются схемой
включения нагрузочного транзистора. Если нагрузочный транзистор выполняет роль резистора, то это пассивный
режим, если он выполняет функцию активного элемента, то это инвертор с активной нагрузкой.
В случае статического режима работы инвертора с пассивной нагрузкой (рис. 3.2.5) МДП-транзистор Т
1
выполняет роль пассивной нагрузки, Т
2
является ключевым транзистором.
Рис. 3.2.5. Схема инвертора (а) и вольт-амперные характеристики (б)
нагрузочного транзистора:
1 – U
з
= U
ип
; 2 – U
ип1
+ U
0
; 3 – U
p
> U
ип1
Затвор нагрузочного транзистора Т
1
объединен с истоком. Вольт-амперной характеристикой такого
двухполюсника является геометрическое место точек, в которых выполняется условие U
с
= U
з
. Это парабола,
описываемая выражением
2
0з
0
с
)(2 UU
S
I
−
=
, (3.2.24)
с характеристиками, лежащими в пологой области стоковой зависимости.
Основной статической характеристикой инвертора является его передаточная характеристика U
вых
= f (U
вх
),
по которой можно рассчитать такие статические характеристики схемы как потребляемую мощность,
статическую помехоустойчивость, амплитуду логического перепада (U
вых max
– U
вых min
). Передаточная
характеристика инвертора с нелинейной нагрузкой приведена на рис. 3.2.6. Рассмотрение упрощается, если принять
пороговые напряжения транзисторов одинаковыми: U
01
=
= U
02
= U
0
.
Рис. 3.2.6. Передаточная характеристика инвертора
с нелинейной нагрузкой
На передаточной характеристике можно выделить три участка.
На участке АB ключевой транзистор закрыт, а напряжение на выходе инвертора
U
вых
= U
и.п
– U
01
= U
и.п
– U
0
. (3.2.25)
Участок BC является переходным, здесь транзисторы Т
1
и Т
2
открыты и работают в пологой области
стоковых характеристик.
На участке CD рабочая точка Т
2
находится в области стоковых характеристик с большой кривизной.
Закон изменения выходного напряжения для участка СД можно получить из условия равенства токов
транзисторов Т
1
и Т
2
:
U
вх
в

Страницы