Mavzu. Mdya tranzistorida yasalgan mantiqiy elementlar. Reja

Birturdagi MDYa – tranzistorli elektron kalit. n – kanali induksiyalangan MDYa – tranzistorli kalit sxemasi 13.1-rasmda keltirilgan.

13.1-rasm. Dinamik yuklamali MDYa – tranzistorli kalit.

Zatvor istok bilan ulangan VT2 tranzistor YuE hisoblanadi. Bunday tranzistor dinamik yuklama deb ataladi. VT2 tranzistorning VAXi quyidagi mulohazalardan kelib chiqadi. Zatvor stok bilan ulanganligi sababli, U_SI< (U_ZI2-U₀₂) tengsizlik bajariladi. Bu yerda U₀₂ VT2 tranzistorning bo‘sag‘aviy kuchlanishi bo‘lib, zatvordagi kuchlanish U₀₂dan ortib ketsagina unda kanal induksiyalanadi va tranzistor ochiladi. Demak, tranzistort o‘yin ish rejimida bo‘ladi. Bu rejimda VT2 tranzistorning VAXi formulaga asosan quyidagi ko‘rinishda yoziladi:

. (13.1)
Btdagi kabi, MDYa – tranzistorlarda bajarilgan kalitlar ham statik rejimda qoldiq tok (berk holatda) va qoldiq kuchlanish (ochiq holatda) bilan ifodalanadi.
Kalit quyidagicha ishlaydi: Agar VT1ning zatvoriga U_KIR=U_ZI1<U₀₁ kuchlanish berilsa (U₀₁ VT1ning bo‘sag‘aviy kuchlanishi), bu tranzistor berk bo‘ladi. Berk holatda kalit orqali VT1 ning stok p – n o‘tishidan teskari tokka teng bo‘lgan qoldiq tok I_QOLoqib o‘tadi. Uning qiymati I_QOL= 10^-9-10^-10Adan katta emas. Shuning uchun chiqish kuchlanishi o‘zining maksimal qiymatiga yaqin bo‘ladi: U_ChIQ= Ye_M (13.2-rasmdagi Anuqta). Qoldiq kuchlanish U_QOLni esa grafo-analitik va analitik usulda aniqlaymiz. Buning uchun VT1 tranzistorning U_ZI1= Ye_M (2–egri chiziq) bo‘lganda o‘lchangan stok xarakteristikasining bo‘lishi va unda VT2 tranzistorning (13.1) formula yordamida aniqlangan yuklama chizig‘ini o‘tkazish kerak (1–egri chiziq). Chiqish xarakteristikasining yuklama chizig‘I bilan kesishgan Vnuqtasi qoldiq kuchlanishU_QOLva to‘yinish toki I_S.TO‘Yni ishchi qiymatlarini belgilaydi.



13.2-rasm. Stok xarakteristikasida ishchi nuqtalarning joylashishi.

Kalit to‘yinish tokini U_ZI2= Ye_M deb faraz qilib, analitik usulda (13.1) formuladan aniqlash mumkin

.
I_ST tokni VT1 ning kanal qarshiligi ga ko‘-paytirib va U_ZI1= Ye_M deb faraz qilib, qoldiq kuchlanishni aniqlash mumkin:
. (13.2)

(13.2) formuladan ko‘rinib turibdi-ki, qoldiq kuchlanish qiymatini kamaytirish uchun V₂<<V₁ bo‘lishi kerak. Eslatib o‘tamiz, tranzistorning nisbiy tiklik qiymatiVbirinchinavbatdakanalkengligiZniuninguzunligiLganisbati (Z/L)bilananiqlanadi. Bundan, qaytaulanuvchitranzistorningZ/Lqiymatiimkonqadarkatta, yuklamavazifasinibajaruvchitranzistornikiesa, imkonborichakichikbo‘lishikerakligikelibchiqadi. TexnologikjihatdankalitlardaV₁/ V₂ = 50 ÷ 100 ta’minlanadi. Kalitdagistatikrejimvao‘tishjarayonlariningtahliliko‘rsatadi-ki, tezkorligivaiste’molquvvatinuqtainazaridanYe_M = (2÷3)U₀kuchlanishmanbaioptimalhisoblanadi. Mazkurshartlardaqoldiqkuchlanish 50÷100 mVoralig‘idayotadi.

2. 
   MDYa tranzistorida yasalgan mantiqiy elementlar.
   

MDYa – tranzistorlimantiq (MDYaTM) asosidayuklamasiMDYa – tranzistorlar (yuqoridako‘ribo‘tilgan) asosidayaratilganelektronkalit-invertorlaryotadi. Sxemadapassivelementlarningishlatilmasligi, IMSlartayyorlashtexnologiyasinisoddalashtiradi.

MantiqiyIMSlartuzishdan – yokir – kanaliinduksiyalanganMDYa – tranzistorlardanfoydalanishmumkin. Ko‘proqn – kanallitranzistorlarqo‘llaniladi, chunkielektronlarningharakatchanligikovaklarnikiganisbatanyuqoribo‘lganligisabablimantiqiyIMSlarningyuqoritezkorligita’minlanadi. Bundantashqari, n – MDYaTMsxemalarkuchlanishnominalivamantiqiy 0 va 1 sathlaribo‘yichaTTMsxemalarbilanto‘liqmuvofiqlikkaega.
Sodda 2HAM-EMASva 2YoKI-EMASMEsxemalari 13.3-rasmdakeltirilgan.
Busxemalardayuklamasifatidaishlatilayotgan VT0 tranzistorlardoimochiqholatdabo‘ladi, chunkiularningzatvorlarikuchlanishmanbainingmusbatqutbigatutashgan. Ulartokcheklagichlar (dinamikqarshiliklar) vazifasinibajaradi.

a) b)

13.3-rasm. n – MDYatranzistorlimantiqelementlarsxemalari.

2HAM-EMASsxemada (13.3,a-rasm) pastki VT1 va VT2 tranzistorlarketma-ket, 2YoKI-EMASsxemadaesa (13.3,b-rasm) – parallelulanadi.

2HAM-EMASMEishiniko‘ribchiqamiz. Agarqaytaulanuvchitranzistorlarbiriningkirishidagipotensialbo‘sag‘aviypotensialU₀dankichikbo‘lsa, ya’niU_KIR<U₀ (mantiqiy 0) bo‘lsa, uholda, butranzistorberkbo‘ladi. Buvaqtdayuklamadagi VT0 tranzistorstoktokihamnolgatengbo‘ladi. Shusababli, sxemaningchiqishidamanbakuchlanishiYe_Mqiymatigayaqinbo‘lgan, ya’nimantiqiybirgamoskuchlanisho‘rnatiladi.
Ikkalakirishgamantiqiy 1 sathgamos (U¹_KIRU₀) musbatpotensialberilsa, ikkalatranzistorochiladivachiqishdamantiqiy 0 (U⁰_ChIQU₀) o‘rnatiladi.
2YoKI-EMASelementda (13.3,b-rasm) birorkirishgayuqorisathkuchlanishi (U¹_KIRU₀) berilsa, mosravishdaVT1 yoki VT2 tranzistorochiladivachiqishdamantiqiy0 (U⁰_ChIQU₀) o‘rnatiladi.
Agarikkalakirishgamantiqiy 0 sathiberilsa, VT1 va VT2 berkbo‘ladi. Chiqishdaesayuqorisathkuchlanishi – mantiqiy 1 o‘rnatiladi.
U⁰_ChIQU₀bo‘lishiuchunqaytaulanuvchitranzistor (QUT) kanalikengligiyuklamavazifasinibajaruvchitranzistor (YuT) kanalikengligidankatta, QUTkanaluzunligiesaYuTnikidankichikbo‘lishikerak. Invertorstatikrejimivao‘tishjarayonlaritahlilshuniko‘rsatdiki, tezkorlikvaiste’molquvvatinuqtainazaridanYe_M = (2÷3)U₀kuchlanishqiymatioptimalhisoblanadi. Demak, U₀ = 1,5 ÷ 3 Vbo‘lgandaYe_M = 4,5 ÷ 9 Vbo‘ladi.
MDYaTMelementlardarealU⁰_ChIQqiymatiU⁰ = U_QOL ≈ 0,2 ÷ 0,3 Vdankattaemas, U¹_ChIQqiymatiesaU¹_ChIQ≈ Ye_M.
Mosravishdamantiqiyo‘tish
.
MDYaTMelementningyanabirafzalligi – halaqitbardoshligiyuqoriligidadir. BTlardagiMElardamantiqiy 0ninghalaqitbardoshligi(1÷2)U^*, ya’ni 0,7÷1,4 Vbo‘lganda, MDYaTMdaU⁰_XAL= U₀ - U⁰ ≈ 1,5 ÷ 3 Vbo‘ladi.
HAM-EMASelementidakirishlarsoniortgansarihalaqit-bardoshlikkamayadi, chunkibirvaqtdabarchatranzistorlarningqoldiqkuchlanishlariU_QOLortadi. ShusababliHAM-EMASelementlardakirishlarsoni 4tadanortmaydi, YoKI-EMASelementlardaesa 10-12tagacha yetadi. AmaldaYoKI-EMASelementlarko‘pqo‘llaniladi, HAM-EMASelementlaresafaqatISseriyalariningfunksionalto‘liqligiuchunishlatiladi. MDYasxemalarningyuklamaqobiliyatikatta, chunkikirish (zatvor) zanjirideyar-litokiste’molqilmaydi. Demak, ishjarayonidazanjirdagibarchaMElarbir-birigabog‘liqbo‘lmaganholdaishlaydilar, U⁰ vaU¹ sathiesayuklamagabog‘liqbo‘lmaydi.
MDYa – tuzilmaelementlaritezkorligiesakirishvachiqishzanjirlarinishuntlovchisig‘imlarningqaytazaryadlanishvaqtibilananiqlanadi. Tezkorliknioshirishyo‘lidagibarchaurinishlarboshqakamchiliklarniyuzagakeltirdi. Masalan, tezkorlikniortishiyuklamadagisig‘imlarniqaytazaryadlanishtokiqiymatiniortishigaolibkeladi. Lekinbuusuliste’molquvvatinivachiqishdagimantiqiysathlarnobarqarorliginiortishigaolibkeladi. Ko‘rsatilganqarama-qarshiliklarturlio‘tkazuvchanlikkaega (komplementar) tranzistorlikalitlaryordamida, sxemotexnikusuldabartarafetilishimumkin.