O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI
"Kompyuter injiniring" fakulteti
“Raqamli qurilmalarni loyhalash” fanidan
MUSTAQIL ISH-№2
Mavzu: Komplementar MDYA-tranzistorlarida bajarilgan ME lar.
Bajardi: Umirzoqov O.
KIF 21-02 guruh
SAMARQAND – 2023
Reja:
Tok qayta ulagichi
EBM ME sxemasi
500 seriyaga mansub EBM element sxemasi
n – MDYA tranzistorlarida bajarilgan invertor sxemasi
n – MDYA tranzistorlarida bajarilgan 2HAM-EMAS va
2YOKI-EMAS Melari
Emitterlari bog‘langan mantiq (EBM) elementni yaratilishiga raqamli qurilmalar tezkorligini oshirish muammosi sabab bо‘lgan. EBM elementda qayta ulanuvchi tranzistor yoki berk, yoki ochiq bо‘ladi va bazada qо‘shimcha noasosiy zaryad tashuvchilar tо‘planayotganda BT tо‘yinish rejimida ishlaydi. Tranzistorni bir holatdan ikkinchisiga о‘tishi uzoq kechadigan jarayon bо‘lganligi sababli, TTM element tezkorligi cheklangan. BTdagi kalit inersiyaliligini kamaytirish maqsadida shunday sxemalar yaratish kerakki, unda qayta ulanuvchi tranzistor ochiq holatda aktiv rejimda ishlasin.
EBM shunday sxemotexnik yechimlardan biri hisoblanadi. BTning tо‘yinmagan rejimi yuklama va parazit sig‘imlarni tez qayta zaryadlanishi uchun talab qilinadigan ishchi toklarni oshirish imkonini beradi. Qayta ulanuvchi element ulanish vaqti minimumga keladi. Bu vaqtda BTning berkilish vaqti ortmaydi. Shu sababli EBM elementlar yuqori tezkorlikka ega.
Tok qayta ulagichi
12.1.-rasm. Tok qayta ulagichi sxemasi
U ikkita simmetrik yelkadan tashkil topgan bо‘lib, ularning har biri tranzistor va rezistordan iborat. Umumiy emitter zanjirida BTG I0 ishlaydi.
Kirishlardan biri (VT2) tayanch deb ataluvchi doimiy kuchlanish manbai U0 ga ulangan. Tok I0 qiymati tranzistorning aktiv ish rejimiga mos keladi va EBM negiz elementlarida I0 = 0,5÷2 mA. BTG mavjudligi tufayli baza potensiallarining ixtiyoriy qiymatlarida emitter о‘tishlarda avtomatik ravishda
shart о‘rnatiladi.
Sxema simmetrik, shuning uchun ikkala BT baza potensiallari teng bо‘lganda (UKIR = U0) har bir yelkadan oqib о‘tayotgan tok I0 / 2 ga teng.
Tayanch kuchlanish U0 = 1,2 V.
Agar UKIR qiymati Δ ≤ 0,1 V ga kamaysa, u holda IE1 tok I0 ga nisbatan 1 % gacha kamayadi, IE2 tok esa 99 % gacha ortadi.
Demak, kirish signali U-KIR ≤ U0 – Δ (mantiqiy 0) bо‘lganda VT1 tranzistor berk bо‘ladi, VT2 tranzistordan esa tо‘liq I0 toki oqib о‘tadi.
Agar UKIR qiymati Δ ≥ 0,1 V ga ortsa, u holda IE1 tok I0 ga nisbatan 99 % gacha ortadi, IE2 tok esa 1 % gacha kamayadi.
Demak, kirish signali U+KIR ≥ U0 + Δ (mantiqiy 1) bо‘lganda VT2 tranzistorni berk deb hisoblash mumkin, VT1 tranzistordan esa tо‘liq I0 tok oqib о‘tadi.
Natijada ideal tok qayta ulagichiga ega bо‘ldik.
Sathlar orasidagi farq - qayta ulanish kichikligi uning kamchiligi hisoblanadi, chunki qayta ulanish sohasi kirish signallarini tayanch kuchlanish U0 dan UQU=U+KIR–U-KIR=2Δ≈ 0,3 V qiymatga о‘zgarishi bilan aniqlanadi. Demak, xalaqitbardoshlik ham kichik bо‘ladi.
Lekin mantiqiy о‘tish vaqtining kichikligi, hamda tо‘yinish rejimining yо‘qligi hisobiga tok qayta ulagichining qayta ulanish vaqti juda kichik bо‘lib, 3 nsdan oshmaydi.
qо‘llaniladi. Mantiqiy sxemalarda har bir qayta ulagich chiqishi bir yoki bir necha boshqa qayta ulagichlar kirishiga ulanadi.
Qayta ulagichlar ketma –ketligi ishga layoqatligini ta’minlash maqsadida kirish va chiqishlar bо‘yicha mantiqiy 0 va mantiqiy 1 sathlar muvofiqlashtirilgan bо‘lishi kerak.
Afsuski, mazkur turdagi qayta ulagichlarda sathlar mosligi mavjud emas, chunki U1 va U2 chiqishlardan olinayotgan chiqish kuchlanishi doim U0 dan katta bо‘ladi. Shu sababli bunday qayta ulagichlarni ketma – ket ulab bо‘lmaydi. Buning uchun maxsus muvofiqlashtiruvchi kaskadlar qо‘llaniladi. Ular kuchlanish sathini siljitish qurilmasi deb ataladi. Emitter qaytargichlar bunday qurilmaning sodda sxemasi bо‘lib hisoblanadi. Qaytargichda chiqish (emitter) potensialining sathi tayanch potensial sathidan U* kattalikka past bо‘ladi.
Tok qayta ulagichini EBM elementga о‘zgartirish uchun uning chap yelkasini parallel ulangan (kirishlari bо‘yicha) tranzistorlar bilan almashtirish kerak.
12.2.-rasm. Ikkita kirishli EBM ME sxemasi
Chiqishda emitter qaytargichlarning qо‘llanilishi mantiqiy о‘tishni 0,7V gacha va xalaqitlarga bardoshlikni deyarli 0,3V gacha oshirdi. Bundan tashqari, emitter qaytargichdagi kichik chiqish qarshiligi tufayli sxemaning yuklama qobiliyati ortdi va yuklamadagi sig‘im qayta zaryadlanishi tezlashdi.
Manbaning manfiy qutbi umumiy deb olingan EBM sxemaning kamchiligi bо‘lib chiqish signali mantiqiy sathlarining kuchlanish manbai qiymatiga bog‘liqligi hisoblanadi. Bundan tashqari, chiqish umumiy nuqta bilan qisqa tutashganda emitter qaytargich tranzistori ishdan chiqadi.
Kuchlanish manbai YEM ning musbat qutbini umumiy nuqtaga ulab aytib о‘tilgan kamchiliklarni bartaraf etish mumkin.
Bunda, sxemaning ish prinsipi, albatta о‘zgarishsiz qoladi
12.3.-rasm. 500 seriyaga mansub EBM elementning prinsipial elektr sxemasi
EBM elementlar о‘ta yuqori tezlikda ishlovchi tizimlar uchun negiz hisoblanadi. Elementlarni montaj usulda birlashtirish yо‘li bilan turli funksiyalarni amalga oshirish imkoniyati tug‘iladi.
EBM sxemotexnikasi TTMga nisbatan funksional jihatdan moslanuvchan va turli murakkablikdagi mantiq algebrasini yaratish imkonini beradi. Bu xossa matritsali kristallar asosida buyurtmaga asosan KISlar yaratishda keng qо‘llaniladi.
Bundan tashqari, kо‘pgina maxsus maqsadlar uchun ishlab chiqilgan EBM sxemalari mavjud.
12.4.-rasm. Ikki kirishli EBM elementning shartli garfik belgilanishi
Element musbat mantiq uchun bir vaqtning о‘zida ikkita funksiyani amalga oshiradi: U1 chiqish bо‘yicha 2YOKI-EMAS (Pirs elementi) va U2 chiqish bо‘yicha 2YOKI (dizyunksiya).
TTM va EBM elementlari yuqori tezkorlikni ta’minlaydilar, ammo iste’mol quvvati va о‘lchamlari katta bо‘lganligi sababli, faqat kichik va о‘rta integratsiya darajasiga ega bо‘lgan IMSlar yaratishdagina qо‘llaniladi.
1962 yilda planar texnologik jarayon asosida kremniy oksidili (SiO2) MDYA – tranzistor yaratildi, keyinchalik esa uning asosida guruh usulida ishlab chiqarish yо‘lga qо‘yildi.
Integral BTlardan farqli ravishda bir turdagi MDYA integral tranzistorlarda izolyatsiyalovchi chо‘ntaklar hosil qilish talab etilmaydi. Shuning uchun, bir xil murakkablikka ega bо‘lganda, MDYA – tranzistorli IMSlar BTlarga nisbatan kristalda kichik о‘lchamlarga ega va yasalish texnologiyasi sodda bо‘ladi.
MDYA – tranzistorli mantiq (MDYATM) asosida yuklamasi MDYA – tranzistorlar asosida yaratilgan elektron kalit - invertorlar yotadi.
Sxemada passiv elementlarning ishlatilmasligi, IMSlar tayyorlash texnologiyasini soddalashtiradi.
Mantiqiy IMSlar tuzishda n– yoki r– kanali induksiyalangan MDYA – tranzistorlardan foydalanish mumkin.
Kо‘proq n– kanalli tranzistorlar qо‘llaniladi, chunki elektronlarning harakatchanligi kovaklarnikiga nisbatan yuqori bо‘lganligi sababli mantiqiy IMSlarning yuqori tezkorligi ta’minlanadi.
Bundan tashqari, n– MDYATM sxemalar kuchlanish nominali va mantiqiy 0 va 1 sathlari bо‘yicha TTM sxemalar bilan tо‘liq muvofiqlikka ega.
13.1.-rasm. n– MDYA tranzistorlarida bajarilgan invertor sxemasi
Bu sxemalarda yuklama sifatida ishlatilayotgan VT0 tranzistorlar doim ochiq holatda bо‘ladi, chunki ularning zatvorlari kuchlanish manbaining musbat qutbiga tutashgan. Ular tok cheklagichlar (dinamik qarshiliklar) vazifasini bajaradi.
2HAM-EMAS sxemada pastki VT1 va VT2 tranzistorlar ketma – ket, 2YOKI-EMAS sxemada esa– parallel ulanadi.
13.2.-rasm. n– MDYA tranzistorlarida bajarilgan 2HAM-EMAS va 2YOKI-EMAS MElari
Invertor statik rejimi va о‘tish jarayonlari tahlil shuni kо‘rsatdiki, tezkorlik va iste’mol quvvati nuqtai nazaridan YEM = (2÷3)U0 kuchlanish qiymati optimal hisoblanadi.
Demak, U0 = 1,5 ÷ 3 V bо‘lganda YEM = 4,5 ÷ 9 V bо‘ladi.
MDYATM elementlarda real U0CHIQ qiymati U0 = UQOL ≈ 0,2 ÷ 0,3 V dan katta emas, U1CHIQ qiymati esa U1CHIQ ≈ YEM.
Mos ravishda mantiqiy о‘tish
MDYATM elementning yana bir afzalligi – xalaqitbardoshikning yuqoriligidadir. BTlardagi MElarda mantiqiy 0 ning xalaqitbardoshligi (1÷2)U*, ya’ni 0,7÷1,4 V bо‘lganda, MDYATM da U0XAL ≈ 1,5 ÷ 3 V bо‘ladi.
Kremniy oksidili MDYA ISlarning asosiy kamchiligi –tezkorlikning kichikligidir.
Yana bir kamchiligi – katta iste’mol kuchlanishi bо‘lib, u MDYA ISlarni BT ISlar bilan muvofiqlashtirishni murakkablashtiradi.
MDYA ISlar asosan uncha katta bо‘lmagan tezkorlikka ega bо‘lgan va kichik tok istemol qiladigan mantiqiy sxemalar va KISlar yaratishda qо‘llaniladi.
MDYA ISlarda eng yuqori ntegratsiya darajasiga erishilgan bо‘lib, bir kristalda yuz minglab va undan kо‘p komponentlar joylashishi mumkin.
|
