Рассмотрим электронный ключ на основе биполярного транзистора

Рисунок 11.17-Принципиальная схема электронного ключа

 

 

Рисунок 11.18-Нагрузочная характеристика электронного ключа

 

М₃-транзистор заперт,

М₀-транзистор открыт.

Рассмотрим два состояния:

1)Транзистор заперт

U_вых≈ Е_п, I_kл=I_ko.

В запертом состоянии (М₃) транзистор находится в режиме отсечки, через него течет остаточный ток равный I_ко.

2)Транзистор открыт

I_k= , U_вых≈ 0.

U_кэн-Uкэ насыщения- в справочнике т.М_о режим насыщения, U_вых отлично от нуля на величину U_кэн. Чтобы одна точка оказалась в режиме насыщения необходимо на вход подать I_б≥ I _Бгр= -определяется правильным выбором R_б.

Рассмотрим временные диаграммы работы транзисторного ключа:

Рисунок 11.19-Временные диаграммы работы ключа

 

В запертом состоянии U_вых=Е_п-I_коR_к.В открытом состоянии U_вых отличается от нуля на величину U_кэн.

Кремниевые транзисторы используются в качестве транзисторных ключей, т.к. имеют малую величину обратного тока Iко. Транзисторы в режиме ключа имеют высокий КПД, т.е. малое потребление энергии, т.к. они находятся в двух состояниях (запертом или открытом ).В запертом состоянии имеют малый I_ко, в открытом- малое падение напряжения.

P=U_кэI_к.

 

Временные диаграммы:

 

 

Рассмотрим динамические параметры работы ключа:

 

 

^о - время задержки включения – обусловлена перезарядом входной емкости транзистора,

^о - фронт отпирания транзистора,

-фронт запирания,

-время задержки выключения - время рассасывания носителей заряда.

Цифровая техника

 

Математическим аппаратом анализа и синтеза цифровых схем служит алгебра логики – “ булева алгебра”. Правило алгебры логики впервые сформулировал английский математик Дж. Буль. Переменные могут принимать только одно из двух значений – 0 или 1.В алгебре логики все операции сводятся к трем основным действиям:

-логическое умножение И,

-логическое сложение ИЛИ,

-логическое отрицание НЕ.

Основные виды логических операций

1)Логическое сложение (Дизьюнкция) ИЛИ

F=x₁+ x₂+... + x_n

F=x₁ v x₂ v... v x_n

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=1

 

2 )Логическое умножение (Коньюнкция) И

 

F=x₁ * x₂ *... * x_n

F=x₁ x₂ ... x_n

0*0=0

0*1=0

1*0=0

1*1=1

3)Логическое отрицание (Инверсия) НЕ

 

F=

=1

=0

4)Распространенная операция ИЛИ-НЕ (операция Пирса)

 

F= F=

0+0=1

0+1=0

1+0=0

1+1=0

5)Логическая функция И-НЕ (операция Шеффера)

 

F=

0*0=1

0*1=1

1*0=1

1*1=0

12.2 Логические элементы

Операции булевой алгебры реализуют с помощью логических элементов. Логические элементы предназначены для выполнения различных логических операций над дискретными сигналами при двоичном способе их представления.

 

1) Логический элемент ИЛИ

 

 

Таблица истинности

 

X1	X2	X3

 

 

Наиболее просто операция ИЛИ реализуется на основе диодной логики.

 

2) Логический элемент И

 

 

Обозначение: Принципиальная схема:

 

 

Таблица истинности

 

 

X1	X2	X3

 

F=E_n

 

Если на входе присутствует хотя бы один ноль, то соответствующий диод отпирается, ток течет через этот диод, на выходе напряжения практически нет, т.е. ноль.Если на входе две единицы, то все диоды заперты и ток течет по пути +Е_п - R₁- R2-земля. В этом случае на выходе F=E_n , которое принимают за единицу. Т.о. таблица истинности выполняется.

 

3) Логический элемент НЕ

 

Обозначение: Принципиальная схема:

 

 

Таблица истинности:

x	F

 

Реализуется на транзисторном ключе.

Если на вход ноль- транзистор заперт, напряжение на выходе близко к Е_п, т.е. единица. Если на входе единица (например, +5V)- транзистор отпирается, на выходе нулевой потенциал.

 

4) Логический элемент ИЛИ-НЕ

Таблица истинности: Обозначение:

X1	X2	F

 

Принципиальная схема: Обозначение:

 

Логический элемент И-НЕ

Таблица истинности:

X1	X2	F

 

 

Обозначение:

 

 

 

Принципиальная схема:

 

 

Если на входе присутствует хотя бы один ноль-ток протекает через открытый диод.Базовый ток транзистора равен нулю- транзистор заперт. На его выходе потенциал близкий Е_пит, т.е. единица. Если на входе x₁ и х₂ присутствуют единицы, VD₁ и VD₂ заперты, ток протекает по +Е_п, R₁, VD₃, появляется базовый ток, который открывает транзистор, при этом на выходе напряжение близко к нулю, т.е. логический ноль.

 

Исключающее ИЛИ используется в сумматорах.

1+1=0

10₂=2₁₀

 

Таблица истинности: Обозначение:

 

⇐ Предыдущая45678910111213

Поделиться:

Популярное:

1. B Подключите один конец шланга
2. I. Договор об отчуждении исключительного права на произведение.
3. IX. Заключительные положения
4. XXIII. ОБРАЗЫ, ПРЕДСТАВЛЕНИЯ В ОСНОВЕ ВСЕХ НАШИХ ДЕЙСТВИЙ
5. Автоматические выключатели «Электрон»
6. Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями
7. Автоматический выключатель АП50Б
8. Автоматический выключатель управления АВУ-045
9. Автоматическое включение генераторов на параллельную работу. Способы включения генераторов, уравнительные токи и моменты
10. Алгоритм создания открытого и секретного ключей
11. Алюминий и сплавы на его основе.
12. Анализ платежеспособности предприятия на основе показателей ликвидности баланса