Файл қосу
Екілік сан
|ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ |
|СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ |
|3 деңгейлі СМЖ құжаты |ОӘК |ПОӘК 042-18-11.1.20.12/03-2013|
|«Электроника» пәннің |Баспа №1 | |
|оқу-әдістемелік кешені | | |
«Электроника»
ПӘНІНЕН ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН
050702 – Автоматтандыру және басқару мамандығы үшін
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
2013
мазмұны
|1 |Глоссарий |3 |
|2 |Дәрістер |3 |
|3 |Зертханалық сабақтар |39 |
|4 |Студенттің өздік жұмысы |40 |
ГЛОССАРИЙ.
Электроника – бұл төмендегi бөлiмдердi меңгеретiн ғылым және техника
саласы:
1) электровакуумдық және жартылай өткiзгiштi аспаптардың физикалық
құрылымын;
2) электровакуумдық және жартылай өткiзгiштi аспаптардың электрлiк
сипаттамалары және параметрлерiн;
3) электровакуумдық және жартылай өткiзгiштi аспаптардың қолданылуына
негiзделген жүйе мен қондырғылардың қасиетiн.
Жартылай өткiзгiштi интегралды микросхема – Элементтер мен жалғағыш
өткiзгiштер бiр технологиялық циклмен дайындалатын жартылай өткiзгiш
материал көлемiнде,герметикалық қабықшасы бар микроминиатюрлi функционалды
электроннды аппаратура түйiн.
Электронды-кемтiктi ауысу – бiреуiнде электронды,ал екiншiсiнде
кемтiктi электр өткiзгiштiктi екi жартылай өткiзгiштiң шекара аймағы.
Жартылай өткiзгiштi диод – ауысу қасиетi қолданылатын, бiр p-n-
ауысулы және екi шығысы бар жартылай өткiзгiштi аспап.
Аналогты микросұлбалар – аналогты дабалды түрлендiрiп және өңдейтiн
микросұлба.
Цифрлы микросұлба – цифрлы код түрiнде берiлген ақпаратты өңдеу үшiн
арналған микросұлба.
Демультиплексор – цифрл дабылды бiр кiрiстен бiрнеше шығысқа
тарататын цифрлы микросұлба.
Мультиплексор – дабылдарды бiрнеше кiрiстен бiр шығысқа коммутациялау
үшiн арналған цифрлы микросұлба.
Цифрлы компаратор – сандардың n-разрядты екiлiк немесе екiлiк-ондық
кодтарын салыстыру нәтижесiн тiркейтiн құрылғы.
Екiлiк сумматор – n-разрядты екiлiк сандардың арифметикалық қосындысын
формалау үшiн арналған цифрлы микросұлба.
Есте сақтау құрылғысы - ақпаратты жазу, сақтау және оқу үшiн арналған
құрылғы.
Триггер – бiр бит мәлiметтi сақтай алатын қабiлетi бар логилық
құрылғы.
Санауыш – циклдi түрде бiр күйден екiншi күйге дабылдың әсерiнен
ауысатын цифрлы құрылғы.
Биполярлы транзистор – қуатты күшейту үшiн, электрөткiзгiштiгi
қайталанып тұратын үш аймақтан тұратын электротүрлендiргiштi аспап.
ДӘРІСТЕР.
Дәрістер – мақсаты берілген пәннің теориялық сұрақтарын белгілі бір
тұрақты логикалық тұрғыдан қарастыратын, оқу сабақ түрі.
1-дәріс.
Тақырып. Кіріспе. Сандық интегралдық микросұлбалардың негізгі
параметрлері және шартты белгілену жүйесі, классификациясы.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Функционалдық интегралды микросұлбаның белгісі.
2. Дешифратордың түрлендіргіші.
3. Сандық миқросұлбаның белгісі.
1) Функционалдық интегралды микросұлбаның белгісі.
Функционалдық белгісі бойынша интегралды микросұлбаның (операционды
күшейткіштер, кернеу компараторлары, таймерлер, тұрақты кернеу
стабилизаторы) анлогты сигналдарды өдейді және түрлендіреді. Мұндай
сигналдарда ақпаратты тасушы амплитуда немесе импульс ұзақтығы, амплитуда,
жиілік немесе синусоидалы кернеу фазасы, тұрақты кернеу деңгейі болып
табылады. Цифрлық микросұлбалар цифрлы код түріндегі ақпараттарды өңдеу
үшін арналған. Мұндай микросұлбалардың кез-келген кіріс немесе шығысында
тек екі кернеу деңгейі: логикалық нөл және логкалық бірлік. Цифрлық
аналогтық (ЦАТ) және анлогтық –цифрлық түрлендіргіштерге (АЦТ) арналған
микросұлбаларды аналогтық қатарына жатқызады.
2) Дешифратордың түрлендіргіші.
Сандақ электронды термометр функционалдық сұлбасында (температура
диапазоны 20-дан 400оС дейн) құрылғының аналогтық бөлігіне тұрақты тоқ
күшейткіші (ТТК) және 12-разрядты АЦТ жатқызады, сандық бөлігіне – екілік
кодты екілік ондық кодқа түрлендіргішін (X/Y) және бұл кодты төрт сандық
жетісегментті индикаторлы басқарушы кодқа түрлендіргіш DC дешифраторы
(сур.1.1).
[pic]
Сурет 1.1
Сандық микросұлбаларды комбинационды және сатылы деп бөлуге болады.
Комбинационды сандық құрылғының шығыс сигналының мәні уақыттың кез-келген
мәнінде кіріс сигналының сол уақыт мәнәмен анықталады. Оларға логикалық
элементтер, сумматорлар, код компараторлары, дешифраторлар,
мультиплексорлар, код түрлендіргіштері жатқызылады. Сатылы сандық
құрылғыларда есте сақтау жадылар болады. Олардың ағымдағы тактідегі шығыс
сигналдары, осы тактідегі немесе алдыңғылардығы кіріс сигналдарының мәнімен
анықталады. Сандық құрылғының жұмыс тактісі деп сандық кодтаудың уақыт
бойынша да және деңгей бойынша да дискретизацияланады деп есептелінетін, әр
бір сигнал деңгейіне берілетін соңғы уақыт қимасы. Сатылы сандық құрылғының
қатарына триггерлер, регистрлер, санауыштар, оперативті есте сақтау
құрылғысы, микропроцессорлар және микроконтроллер жатқызылады.
Сандық микросұлбаның белгіленуі, функционалдық белгісі бойынша мысалға,
К555ЛА3 серия нөмірі (К555), топтама (Л-логикалық элемент) және түрі (А-
элемент ЖӘНЕ-ЕМЕС). Серияның бірінші саны конструкторлық-технологиялық
белгісін сипаттайды (1,5,6,7-жартылайөткізгішті; 2, 4, 8-гибридті; 3-
қалғандары). Кең қолданылатын сандық микросұлбалар жартылай өткізгішті
технология бойынша орындалады, яғни кремнийлі кристалдың көлемін және
беттігін фотолитография әдісімен.
3) Сандық миқросұлбаның белгісі.
Сандық микросұлбаларды өндіру үшін келесі логикалық базистар
қолданылады:
• ТТЛ (К155, К133) - транзистор-транзисторлық логика;
• ТТЛШ (К555, К1533) - ТТЛ Шоттки диодымен;
• КМОП (К564, К1830) - комплементарлық МОЖ-технология;
• n-МОП (К580, К1816) - n-каналды МОЖ-технология;
• ЭСЛ (К100, К500) - эмиттерлік-байланысқан логика.
Анықтамаларда сандық құрылғының әр бір сериясы үшін логикалық 0 және 1
деңгейлері, орташа ұстамдылық, қолданылатын қуаты,жүктемелік қабілеті
келтіріледі. Экономикалық тиімді микро-сұлбалар қатарына КМОЖ технология
бойынша жасалынғандар жатқызылады. Жылдамдығы бойынша бірінші орында ЭСЛ-
микросұлбалар, одан кейін ТТТЛШ.
Кеңес етілетін әдебиет.
Негізгі.
1. Цифровые и микропроцессорные устройства: Учебное пособие. – Томск:
Томский государственный университет систем управления и
радиоэлектроники,1998.–164 с.
Тақырыбы. Ақпараттың сандық құрылғыға берілуі.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Сандық құрылғыда екілік жүйесіне ауыстыру.
2. Екілік ақпараттың жазылуын қысқарту үшін микропроцессорлық
техникада колдану.
Сандық құрылғыда ақпаратты өңдеу ереже бойынша есептелудің екілік жүйесінде
жүзеге асырылады. Ондық санды екілікке ауыстыру бөлу әдісі арқылы орындауға
болады. Ізделініп отырған сан бөлінгеннен кейінгі қалған қалдық түрінде,
соңғысынан бастап жазылады. Мысалға:
[pic]
Ақпараттың кіріс және шығыс құрылғысында, жазу үшін кез-келген ондық
санның төрт екілік разряд берілетін, ондық сандардың екілік-ондық түрлері
кеңінен қолданылады:
4710 =0100 01112-10
Екілік ақпараттың жазылуын қысқарту үшін микропроцессорлық техникада оның
оналтылық берілуі қолднылады. Бір оналтылық символға екілік тетрада сай
келеді.
Сандардың әр түрлі санау жүйесіндегі сәйкестігі
|Ондық сан |Оналтылық сан |Екілік сан |
|0 |0 |0000 |
|1 |1 |0001 |
|2 |2 |0010 |
|3 |3 |0011 |
|4 |4 |0100 |
|5 |5 |0101 |
|6 |6 |0110 |
|7 |7 |0111 |
|8 |8 |1000 |
|9 |9 |1001 |
|10 |A |1010 |
|11 |B |1011 |
|12 |C |1100 |
|13 |D |1101 |
|14 |E |1110 |
|15 |F |1111 |
Сегіз еклік разряд (бит) бір байты құрайды. Микропрцессорлық құрылғысының
жадысы әдетте байттік ұйымдастық болады.
Байт көмегі бойынша мәндердің әртүрлі ақпаратын беруге болады:
1. Ешқандай белгісі толық сан (0 ден 255 дейін);
2. 0 ден 99 дейінгі сан екілік-ондық кодта;
3. Микропроцессорлық командалардың кодтық берілуі;
4. Сегіз датчиктің күйі;
5. Көрсету үшін жеті кіші разряд қолданылатын [pic]Х кодтағы тура,кері
және қосымша белгісі бар екілік, Х-сан модулі (0-ден 127-дейін)
Сегізінші разряд – белгісі бар (0 – тұрақты сандар үшін, 1 –
айнымалылар үшін).
|Мысалы: |+16 | |-16 | |
|Тура код |0,Х |00010000 |1,Х |10010000 |
|Кері код |0,Х |00010000 |1,[pic] |11101111 |
|Қосымша код |0,Х |00010000 |1,[pic]+|11110000 |
| | | |1 | |
Ассемблер тілінде сандарды жазу үшін В, Q, H суффикстары қолданылады:
|- ондық сан |139 |
|- екілік сан |10100101B |
|- сегіздік сан |357Q |
|- оналтылық сан |8EH немесе 0FAH |
Оқытылған тақырып бойынша келесілерді есте сақтаған пайдалы:
1. тұрақты сандардың тура, кері және қосымша кодтары сәйкес келеді;
2. айнымалы санның қосымша кодын алу үшін тұрақты сан кодын терістеп және
бірді қосу керек;
3. Санның қосымша кодын тураға түрлендіру үшін,сол ереже бойынша жүзеге
асырылады, яғни тура кодты қосымша кодқа;
4. оналтылық сан A-F әріптерінен басталады, ассемблер тілінде жазылу
кезінде сол жақтан нөлмен толықтырылады.
Бақылау тапсырмасы
1. 137 санының екілік кодын анықтаңыз.
2. 137Q санының екiлiк кодын жазыңыз.
3. 0ВСН санының екiлiк кодын анықтаңыз.
4. 93 қосу санының қосымша кодын жазыңыз.
5. Минус 125 санының қосымша кодын жазыңыз.
6. 58 санын екiлiк-ондық код түрiнде жазыңыз.
7. Санның тура кодын көрсетiңiз,егер қосымша коды 9ЕН болса.
8. Санның қосымша коды 7АН. Санның тура кодын жазыңыз.
9. +100 және 55 санының қосымша кодының қосындысын анықтаңыз
10. 55 және + 95 санының қосымша кодының қосындысын анықтаңыз.
Әдебиет.
2(О)
2-дәріс.
Тақырып. Логикалық функция және олардың түрленуi.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Сандық құрылғылардың логикалық функциясы.
2. Логикалық функцияны түрлендiруі.
3. Карно картасының жазылу ережесi.
Сандық құрылғыны жобалайық, шығысында логикалық 1 болатын, егер үш кiрiс
сигналының екеуi бiрлiк мәндi қабылдаса. Ақиқат таблицасында F шығыс
функциясы үшiн, үш кiрiс айнымалы А, В және С кiрiс сигналының сегiз мүмкiн
болатын терiмi нөлден жетiге дейiн нөмiрленген. (сур.3.1)
|№ |
|А В С |
|F |
| |
|0 |
|1 |
|2 |
|3 |
|4 |
|5 |
|6 |
|7 |
|0 0 0 |
|0 0 1 |
|0 1 0 |
|0 1 1 |
|1 0 0 |
|1 0 1 |
|1 1 0 |
|1 1 1 |
|0 |
|0 |
|0 |
|1 |
|0 |
|1 |
|1 |
|1 |
| |
|Рис.3.1 |
Әр бiр терiм үшразрядты екiлiк код терiм нөмiрiне сәйкес. Оң жақ бағанада
әр бiр терiмге F логикалық функциясының мәндерi көрсетiлген. Ақиқат
таблицасы бойынша логикалық функцияға ЖДҚФ (жетiлдiрiлген дизъюнктивтi
қалыпты форма) түрiнде теңдiк құруға болады, яғни функцияның бiрлiк
терiмiне сай логикалық көбейтiндiлер қосындысы түрiнде :
[pic](3.1)
(3.1) Теңдiгi қарапайым логикалық элементтер орындайтын логикалық қосу
(дизъюнкция), көбейту (конъюнкция), терiстеу (инверсия) операцияларының
көмегiмен жазылған. (сур.3.2).
“Ерекше НЕМЕСЕ” операциясы ЖДҚФ – да мына түрде жазылады
[pic](3.2)
| |A |B |AB |[pic] |A+B |
|Терiм нөмерi | | | | | |
Сур.3.2
Логикалық функцияны түрлендiру үшiн келесi Буль алгебрасының заңдары
қолданылады:
1) Орын ауыстыру А+В=В+А, АВ=ВА;
2) Жиынтықты (А+В)+С=А+(В+С), (АВ)С=А(ВС);
3) Тарату А(В+С)=АВ+АС;
4) Екi жақты [pic]
5) Екi жақты терiстеу [pic]
ЖДҚФ-да бұрын жазылған үш айнымалының логикалық функциясы мына түрде
берiлуi мүмкiн
[pic]
(3.3) теңдiгi бойынша құрылғының функционалдық сұлбасы құрылды (Сур.3.3).
[pic]
Логикалық функцияны Венна диаграммасында кескiндеуге болады (Сур.3.4).
Шеңбердiң iшiндегi аймақ айнымалының тура мәнiне сәйкес, сыртындағы –
терiстеуге сәйкес. Венна диаграммасы екi және үш айнымалы бульдiк функцияны
минимизациялау үшiн, логикалық теңдiк пен теңсiздiктi дәлелдеу үшiн
[pic]
Сур. 3.4
Үш және төрт айнымалы логикалық функцияны минимизациялау үшiн Карно
картасын қоолданған ыңғайлы (Сур.3.5,а және в). Карно картасы әр бiр тор
көздерiнде ақиқат кестесiнiң белгiлi бiр терiмiне сәйкес тiкбұрышты кесте
(Сур.3.5,б және г). Картада айнымалының тура мәнiнiң аймағы және әр бiр
терiмге логикалық функцияның мәнi тiркейдi (0,1 немесе Х, егер функция
берiлген терiмде анықталмаса).
[pic]
Сур.3.5
Карно картасы бойынша логикалық функция үшiн минимизацияланған теңдеудiң
жазылу ережесi:
1) Бiрлiкпен толтырылған блоктар бөлiнедi;
2) блок тiкбұрышты болу керек және 1, 2, 4 , 8 тор көздерiнен тұру керек;
3) блоктар мүмкiндiгiнше үлкен болу керек, ал олардың сандары азболуы
керек;
4) Сол және оң, сол сияқты үстiңгi және астыңғы карта жолдары көршiлес
болып саналады;
5) Бiр тор көз бiрнеше блокқа кiруi мүмкiн;
6) Кесек блокты алу үшiн, функция кез-келген түрде анықталуы мүмкiн (Х
тұрған терiмде);
7) Бөлiнiп алынған блокты көрсететiн функция логикалық көбейтiндiлер ЛК
түрiнде жазылады;
8) Егер оның нақты мәндерiнiң облыстрының блогы теңбе - тең бөлiнбесе,
айнымалы ЛК құрамына кiрмейдi;
9) Егер қарастырылып отырған блок оның инверстiк мән облысында жатса,
айнымалы инверсиялы ЛК құрамына кiредi;
10) Блоктағы нөлмен толтырылған тор көздерiн топтау кезiнде, сол ереже
бойынша логикалық функцияның инверсиялық мәнiн аламыз.
Карно картасы бойынша (Сур.3.5,а) V төрт айнымалы логикалық функциясы мына
түрде жазылады
[pic]
Құрылғыға сай тарату варианты (Сур. 3.6,а) түрлендiрудi ескередi
[pic]
Сур.3.6
Карно картасына сәйкес келетiн (сур .3.5,в), үш айнымалы F логикалық
функция (оның ақиқат таблицасы сур.3.1 бiрдей), жоғарыдағы ереже бойынша
мына түрде жазылады:
F = XY + XZ + YZ .
Екi жақтылық формуласын қолданып,ЖӘНЕ –НЕ элементтерiне таратуға ыңғайлы,
мына түрге түрлендiруге болады (сур.3.6,б):
[pic]
Логикалық элементтерде комбинационды сандық құрылғыны жобалау кезiнде,
келесi тәртiптi ұсынуға болады:
1) Есеп шарты анықталады (жетiлдiрiлiп отырған құрылғы нақты не iстеу керек
екендiгi анықталады, оның жұмыс алгоритмi нақтыланады);
2) Берiлген құрылғыға логикалық функция үшiн ақиқат кестесi құрылады;
3) Карно картсының көмегiмен логикалық функцияны минимизациялау
жүргiзiледi;
4) Функция берiлген элементтiк базада тарату үшiн ыңғайлы түрге түрленедi;
5) Интегралды микросұлбалардың таңдалынған сериялы, логикалық элементтерде
сандық құрылғының принципиалды сұлбасы жетiлдiрiледi (сур.3.7).
|К155ЛА3 |К155ЛП5 |К155ЛЛ1 |К155ЛИ1 |
|К55ЛА3 |К555ЛП5 |К555ЛЛ1 |К555ЛИ1 |
|КР1533ЛА3 |КР1533ЛП5 |К531ЛЛ1 |КР1533ЛИ1 |
|КР531ЛА3 |КР531ЛП5 | |КР531ЛИ1 |
| | | | |
|[pic] |
|К155ЛР3 |К155ЛД1 |К155ЛН1 |К155ЛЕ1 |
|[pic] |
|Параметр |Микросұлба сериясы |
| |К155 |К555 |КР1533 |КР531 |
|Рорт, мВт |10 |2 |1,2 |19 |
|tз.орт, нс |20 |18 |14 |5 |
|Ioкiрiс, мА |1,6 |0,4 |0,2 |2 |
|I1кiрiс, мА |0,04 |0,02 |0,01 |0,05 |
|Iошығ, мА |16 |8 |8 |20 |
|I1шығ, мА |0,4 |0,4 |0,4 |1 |
|N |10 |20 |40 |10 |
Сур.3.7. ТТЛ және ТТТЛШ логикалық элементтер микросұлбалар мысалдары Рорт.
– орташа пайдалану қуаты; tз.орт – таратылудың орташа бөгелуi; I кiрiс және
I шығ – кiрiс және шығыс тоқтар токтар; N – жүктемелiк қабiлеттiлiк
(қосылатын элементтердiң максималды кiрiс саны).
Логикалық элемент К155ЛР3, логикалық кеңейткiшке қосылу үшiн К және Э
кiрiстерi бар, мысалы, К155ЛД1.
Бақылау тапсырмасы
1. Берiлген ақиқат кестесiндегi логикалық функцияны жүзеге асыратын
элементтi көрсетiңiз.
[pic]
2. Логикалық тепе-теңдiктiң дұрыстығын дәлелдеңiз:
[pic]
Соңғы тепе-теiңдiктi дәлелдеу үшiн суретте көрсетiлген Венна диаграммасын
қолданған ыңғайлы.
3. Логикалық теңдеудi қысқартуды аяқтаңыз:
| Х+1=1 |Х*1=Х |Х [pic]1=[pic] |
|X+0= |X*0= |X [pic]0 = |
|X+X= |X*X= |X [pic]X= |
|X+[pic]= |X*[pic]= |X [pic][pic]= |
3-дәріс.
Тақырып. Комбинациялық сандық құрылғының синтезi.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Микросұлбада үшфазалы желі жилігін жобалау.
2. Бульдік функцияны минимизациялау.
3. Құрлымдық схемалармен танысу.
Мысал 4.1. К155 сериялы микросұлбасында үшфазалы желi жиiлiгiн
үшеселегiшiн жобалау. Әр бiр фаза кернеуi нөл-компаратор көмегiмен ТТЛ
деңгейiне келтiрiлген.
Құрылғының жұмыс iстеу алгоритмi желiлiк кернеудiң бiр периоды үшiн кiрiс
жiне шығыс сигналының уақыттық диаграммасында неғұрлым айқын кескiнделедi
(сур.4.1,а). Бiрлiк және нөлдiк F сигнал тактiсi үшiн Карно картасын
толтырамыз. Екi терiмде функция анықталмаған. Нөл бойынша блокты
ұйымдастыра отырып, мынаны аламыз
[pic]
Сур. 4.1
Бұл функцияны ең қарапайым түрде К155ЛР3 микросұлбасы жүзеге асырады
(сур.4.1,в). Қолдынылмайтын ЖӘНЕ элементiнiң кiрiстерiнiң бiреуiне
логикалық нөлдi беру керек.
Мысал 4.2. Үш қабатты үйде сатылы дәлiз жалғыз жалпы лампочкамен
жарықтандырылады. Әр бiр этажда : S1, S2, S3 ажыратып қосқыштар бар.
Қалғандарына тәуелсiз, кез-келген ажыратып қосқыжпен ажыратып қосу
құрылғысын жобалау.
Айталық А, В және С – құрылғының логикалық бөлiмнiң кiрiсiндегi сигналдар
(Ажыратып қосқыштың тұйықталған жанаспасына логикалық 0 деңгейi сәйкес,ал
тұйықталмағанға – логикалық 1 деңгейi), F - құрылғының логикалық бөлiмнiң
шығысындағы сигнал (F=0, лампа жанып тұрғанда). Осы айнымалыларды
бiрiктiретiн ақиқат кестесiн толтырамыз (сур.4.2,а). Шығыс функциясын ЖДҚФ-
да жазып және оны қарпайым түрлендiру жасау арқылы минимизация жасауға
тырысамыз:
[pic]
Сур. 4.2
Құрылғының логикалық бөлiмi (сур.4.2,б) DD1 (К155ЛП5) микросұлбасымен
жүргiзiледi. Бұл микросұлба корпусында төрт “Ерекше НЕМЕСЕ ” элементi
орналастырылған.
Мысалы 4.3. Бір период үшін уақыттық диаграммасы 4.3 а. сур. көрсетілген
F сигналын формаға келтіру.
Шығысында A, B, C, D сигналдары тұзілетін екілік-ондық санауыш және
шығысындағы жиілігі 1 кГц (t=1 мс) импульс генераторын қолданамыз
(сур.4.3,а). Онда есебіміз функционалдық сұлбада сұрақ белгісімен
көрсетілген, құрылғының комбинационды бөлігін жобалауға әкеледі (сур.
4.3,б).
Әр бір Т период кезінде екілік- ондық санауыш, әрқайсысына төртразрядты
екілік код сигналдары A, B, C, D сәйкес келетін 10 жағдайд өтеді (нөлден
бастап тоғызға дейін) (сур.4.3,г).
[pic]
Сур. 4.3
Жалпы жағдайда төрт айнымалының логикалық функциясы, кіріс
айнымалыларының 16 теріміне анықталған. Берілген мысалда 10 ғана
қолданылады. Бульдік функцияны минимизациялау кезінде ол бұл терімдерде өз
қалауы бойынша анықталуы мүмкін (сур.4.3,в). Бірлік бойынша блокты
ұйымдастыра отырып (бұл жағдай үшін блоктар Карно картасында белгіленген),
4.4 сур. көрсетілген іске асыру варианты сәйкес келетін, логикалық функция
үшін теңдікті мына түрде [pic] жаза аламыз.
[pic]
Сурет.4.4
Бақылау тасырмасы
1. Кіріс сигналының 16 терімінде сіздің туған жылыңыздың екілік-ондық
кодымен анықталған төрт айнымалылы бульдік функцияны жүзеге асыратын
сандық құрылғыны жобалаңыз.
2. Ақиқат кестесі 7АВСН санына сәйкес келетін, төрткірісті сандық
құрылғыны анықтаңыз.
3. Карно картасында берілген логикалық функцияны жүзеге асырыңыз.
[pic]
4. Логикалық функцияны жүзеге асырыңыз [pic]
6. Бульдік функциясы 1996 санының екілік-ондық кодына сай келетін, К1564
серияның логикалық элементінде құрылғыны орындаңыз.
7. Ақиқат кестесі 01ABCDEFH оналтылылық санының еілік кодына сай келетін,
К153 сериялы микросұлбаның логикалық элементінде бес кірісті құрылғыны
жүзеге асырыңыз.
4-дәріс.
Тақырыбы. Дешифраторлар және мультиплексорлар.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Дешифратордың анықтамасы.
2. Шифратордың айырмашылығы неде?
3. Мультиплексордың анықтамасы.
4. Демультиплексордың айырмашылығы неде?
Дешифратор деп - екілік кодты унитарлыға түрлендіргішті айтады. Мысалға 3-
разрядты санның екілік унитарлы коды сегіз разрядты болып табылады, оның
ішінде біреуі активті деңгейлі болады.
Екі кірісінде толық дешифраторда (сур.5.1) адресі А және В кірісінің екілік
сигнал теріміне сәйкес келетін шығысында логикалық бірлік түзіледі. Бұндай
дешифратордың унитарлы кодының “төрттен бірі” деген атауы бар.
[pic]
Рис.5.1
Рұқсат ететін Е кірісі болғанда (сур.5.2) дешифраторды бір кірістен
бірнеше шығысқа сигнал демультиплексор – коммутаторы ретінде қолдануға
болады. Е кірісіне берілетін сигнал, адресі А және В кірісіне берілген Yi
шығысында қайталанады. Е=0 болғанда дешифратор жұмысы рұқсат етілмейді
(құрылғының барлық шығысында логикалық 0).
[pic]
Сур.5.2
Мультиплексор деп - бірнеше кірістен бір шығысқа сигнал комутаторын
айтады. Төрт кірісті Хi, бір Y шығысына коммутаторы үшін шығыс сигналы
кіріс сигналының қатынасына байланысты
[pic]
Рұқсат ететін Е(Е=1) кірісіне берілетін сигнал, А және В адрестік
кірістеріне берілген код кіріс ақпаратын шығысы қайталайды Е=0 болғанда
коммутатор жабық (Y=0 Хi кіріс сигналдарынан тәуелсіз).
[pic]
Рис 5.3
Дешифратор мен мультиплексорлардың интегралды микросұлбалары инверсті
шығыстары жиі болады, сонымен қатар ЖӘНЕ логикасымен біріктірілген (тура
және инверсті) рұқсат етілетін кіріс топтары болады ( сур.5.4 ).
[pic]
Сур.5.4
К155ИД10 микросұлбасының ашық коллекторлық шығысына (15 В, 80 мА) реле
орамын қосуға болады. (70 В, 7 мА) сандық газоразрядты индикаторды
басқаруға арналған К155ИД1 микросұлбада тура сондай функционалдық сұлба
болады. ОЕ кірісіндегі логикалық бірлікте К555КП15 микросұлбасы
тұйықталмаған шығыс жағдайында болады.
Кез- келген төрт айнымалылы бульдік функцияны сегізканалды мультиплексор
көмегімен жүзеге асыруға болады. Ол үшін
[pic]
К155КП7 мультиплексорының адрестік кірістеріне А,В,С сигналдарын береміз,
ал Х0-Х7 кірістерін күйге келтіруші ретінде қолданамыз (сур.5.5,а). F
функциясы үшін теңдеуін мультиплексордың логикалық теңдеуімен салыстыра
отырып
[pic]
Эквиваленттілік шартын аламыз:
[pic]
Құрылғының сұлбасы осы шартқа сәйкес құрылған (сур.5.5,б). 1 кОм
номиналды резистор арқылы +5 В қорек көзінен логикалық бірлік деңгейі
беріледі. Оған 20-ға жуық микросұлба кірісін қосуға болады. [pic] сигналын
алу үшін К155ЛН1 инверторын қолданамыз.
[pic]
Сур.5.5
Аналогты екі бағытты кілт негізінде орындалған мультиплексорлар,
демультиплексорлар ретінде қолданылуы мүмкін. Көпканалды коммутатор құру
кезінде мұндай микросұлбалардың шығыстарын біріктіруге болады (“монтажды
НЕМЕСЕ”).
Бақылау тапсырмасы
1. Құрылғының шығысында жүзеге асырылатын бульдік функцияны жазыңыз.
[pic]
2. Бір кірістен 32 шығысқа сигнал коммутаторын тұрғызыңыз.
3. мультиплексорах К155КП1 (16*1) мультиплексорында 256 кірісті бір
шығысқа сигнал коммутаторын тұрғызыңыз.
4. [pic]бульдік функциясы үшін мультиплексор кірісіне беретін
сегізразрядты сөзді көрсетіңіз
[pic]
5-дәріс.
Тақырыбы. Екiлiк сумматорлар және сандық компараторлар.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Екілік сумматорлардың қолдануы.
2. Сандық компаратор дегеніміз не?.
Екілік сумматор(сур.6.1,а) А және В n-разрядты екілік сандарының
арифметикалық суммасын түзу үшін қызмет етеді (сур.6.1,б).
[pic]
Сур.6.1
Қосу нәтижесі болып қосындының бесінші разряды деп қарастыруға болатын S
төртразрядты қосындысы және Р ауысу болып табылады. Кіші разрядты
биттерді өңдеу кезінде жарты сумматорлар қолданылады.
Жартылай сумматорларды ЖӘНЕ және “Ерекше НЕМЕСЕ” логикалық элементтерінде
жүзеге асыруға болады (сур.6.2).
[pic]
Сур. 6.2
Екі жартылай сумматордан және НЕМЕСЕ логикалық элементінен толық
бірразрядты сумматор құруға болады (сур.6.3).
[pic]
Рис 6.3
К155ИМ3 микросұлбасының корпусында төрт толық бірразрядты сумматор,
төртразрядты сумматор сұлбасына біріктірілген (сур.6.4).
Микросұлбаның қосымша полесінде сумматордың кіріс және шығысының салмақтық
коэфициенттері көрсетілген.
Ұяшықтар қоймасында сандық индикаторда санның (0-ден 9-ға дейін)
детальдарын көрсететін құрылғыны жобалайық.
[pic]
Сур.6.5
Есеп сумматор көмегімен жеңіл шешіледі (сур.6.5). Бір разрядты (К555ИМ5),
екіразрядты (К555ИМ2) және төрт разрядты (К555ИМ3) сумматорлар
микросұлбалары іске қосылған, S1-S9 ажыратып қосқышының тең салмақпен
тоғыз сигналын қосындылау керек. К514ИД1 дешифраторы арқылы қосынды сан
жерлендірілген АЛС324А сандық жарықдиодты индикаторына беріледі .
Кәдімгі сумматор қосымша код белгісімен берілген сандарды қосу үшін
қолданылады. Шығысында қосымша қосынды коды пайда болады. Осылай
сегізразрядты сумматор көмегімен байттық қосындылардың алгебралық
қосындысын жүргізуге болады. Бірдей белгісі бар санды қосу кезінде, модуль
қосындысы 127 ден аспауы керек.
Сумматордың кірісіне +100 және -16 сандарының қосымша кодтары берілсін.
Шығысында аламыз
[pic]
Сандардың n-разрядты екілік және екілік-ондық кодын салыстыру нәтижесін
тіркейтін құрылғы сандық компаратор деп аталады (сур.6.6). А> белгісімен
шығысында логикалық бірлік түзіледі, егер А>B және A==B
кезінде логикалық 0. А= шығысында логикалық бірлік, кодтар сәйкес болғанда
түзіледі.
[pic]
Сандық компараторды сумматорда салуға болады, бір кірісінде А түзу сан
кодын береді, келесі В инверсті сан коды (сур.6.7). Сандық мысалдарда, А=В
үшін кіші төрт разрядты логикалық бірге тең, ал A>B үшін ауысу шығысында
бірге ауысады.
[pic]
Рис.6.8
Тең белгілі код сұлбасын логикалық элементтерде құруға болады (сур.6.8).
Интегралды микросұлбалардың кейбір сұлбаларында сандық компараторлар болады
(мысалға, К555СП1).
Бақылау тапсырмасы
1. Сандық индикаторда қандай сан жанады?
[pic]
Сұлбаны анализдей отырып, элементтердің кіріс және шығысына логикалық
деңгей қоямыз. Дешифратор кірісінде сигнал деңгейлері сәйкес
келмейді.Бірінші немесе DD2 екінші шығысы активті бола алады. Барлық
жағдайда DD1 логикалық элементінің сигнал деңгейлері де сәйкес келмейді.
Сатылы түрде оның тура шығысында -1, инверсті-0. DD3 кірісіне қосындысы 5
немесе 6 болатын сигнал береді. Бұл жағдайдың кез-келгенінде кері байланыс
тізбегі бойынша сумматордың кіші разрядының кірісіне 1 беріледі,онда S=6.
Бұл кезде DD4 түрлендіргішінің кірісінде логикалық деңгей 3 санының кодына
сәйкес келеді, HG1сандық индикаторында жанады.
2. Сандық индикаторда қандай сан жанады?
[pic]
6 - дәріс.
Тақырыбы. Триггерлiк қондырғы.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Триггердің негізгі анықтамасы.
2. Триггерлердің жіктелуі.
3. Триггеердің функционалдық сұлбада белгіленуі.
4. Триггердің уақыттық диаграммалары.
Триггер деп - бiр бит мәндi сақтауға қабiлеттi, логикалық құрылғы. Ол екi
тұрақты күйi бар және сатылы типтi қарапайым құрылғы.
Кез-келген триггерлiк құрылғының негiзiн тұрақты керi байланысты сақиналы
екi инвентордағы жады ұяшықтары құрайды. (сур.8.1). Қорек көзі қосылған
кезде логикалық элементтер беріліс сипаттамаларының активті облысында бола
алмайды.Ұяшық шығысында инверсті деңгейлі Q және [pic] екі жағдайдың
біреуіне ауысады. Бұл ұяшық жағдайы қорек көзі қосылып тұрғанша сақталып
тұрады.
[pic]
Асинхронды (тактіленбейтін) RS-триггерде (сур.8.2,а) жоғарыда айтылған жады
ұяшықтарына S кірісіне (құрылғы Q=1 жағдайында) немесе R кірісіне (Q=0
жағдайында ) логикалық 1 беру арқылы басқаруға болады. Егер біруақытта
беріп,одан кейін екі кірісінен де логикалық 1 алып тастаса, онда триггер
жағдайы анықталмаған күйде болады (8.1 суреттегідей).
Инверсті басқарылатын асинхронды RS-триггер тура осы сияқты жұмыс істейді
(сур2,б). Q шығысында триггерді бірлік немесе нөлдік жағдайда құру
[pic]және [pic] кірістеріне логикалық нөльді беру арқылы жүзеге асырылады.
Бірлік деңгей кезінде екі кірісінде де триггер сақтау режимінде болады.
Рұқсат етілмейтін жағдай [pic][pic]=1 болып табылады.
Тактіленетін RS-триггер (сур.8.3) өз жағдайын С кірісіне тактілік импульс
келгенде ғана өзгерте алады. Тактілік импульстар арасындағы R және S
ақпараттық кірісіне әсер етуші бөгеттер, триггер жұмысына әсерін
тигізбейді. Рұқсат етілмейтін жағдай CRS=1 болып табылады .
[pic]
Сур.8.3. Тактіленетін RS-триггер
а) ЖӘНЕ –НЕ логикалық элементтерінде триггердің құрылуы;
б) Триггердің функционалдық сұлбада белгіленуі;
в) Триггер жұмысын анықтайтын, уақыттық диаграммалар.
Қорек көзін қосқан кезде триггер жағдайы анықталмаған күйде қалады (Q
шығысындағы үзік сызық). S және C кірісіндегі бірлік деңгейлер сәйкес
келгеннен кейін триггер бірлік жағдайда құрылады..
D-триггердің бір ақпаратты (D) және тактіленетін(С) кірісі бар (сур.8.4).
С=1 кезінде ол қайталағыш ретінде жұмыс істейді (Q=D). С=0 ауысу кезінде
триггер жабылып және сақтау режиміне ауысады (D кірісіне ақпаратты
алады).Бұндай триггерлер жөнінде,ол тактілі импульстің тұрақты деңгейімен
тактіленеді деп айтады.
[pic]
Сур.8.4
Тактілі импулсьтің тұрақты фронтымен тактіленетін D-триггер (сур.8.5),
алдыңғыдан айырмашылығы динамикалық тактілі кірісті триггер деп айтады.
[pic]
Сур.8.5
С=0 кезінде бірінші саты триггері D сигналын қайталайды, екінші саты
триггері жабық. Тактілі импулсьтің тұрақты фронтымен тактіленетін D-триггер
(сур.8.5), алдыңғыдан айырмашылығы динамикалық тактілі кірісті триггер деп
айтады.
Жұп немесе Т-триггер (сур.8.6) Т жұп кірісіне әр импульс келуімен, ол
жағдайын қарама-қарсы өзгертеді. Ол динамикалық кірісті RS- және D-триггер
базасында құрылады.
[pic]
Сур.8.6
Көбінесе әмбебап функцияны JK-триггер орындайды (сур.8.7). Ол динамикалық
кірісті RS-триггер базасында құрылады, бірақ одан айырмашылығы J және K
ақпаратты кірісінде логикалық бірлік сәйкес келгенде,жұп сияқты жұмыс
істейді.
[pic]
Сур.8.7
Синхронды триггерлердің ауысу функциялары:
[pic]
Сур.8.8. RS- және JK-триггерлер жағдайының кестесі
Тактіленетіндермен қатар, көптеген триггерлік құрылғының микросұлбаларының
бірлік және нөлдік жағдайға алдын ала құру үшін, асинхронды кірістері бар
(сур.8.9).
[pic]
Рис.8.9
Бақылау тапсырмасы
1. Демультиплексордың қай шығысында А сигналы қайталанады?
[pic]
2. Дұрыс көрсетілмеген триггерлік құрылғының функционалдық сұлбасын
көрсетіңіз.
[pic]
3. Жарық диоды жану үшін, программалық ажыратып қосқыштың лимбасында қандай
санды теру керек?
[pic]
7-дәріс.
Тақырып. Жады және қозғау регистрі.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Регистрдің негізгі анықтамасы.
2. Регистрдің жіктелуі.
3. Жады реггистрі.
4. Қозғау регистрі.
Регисторлардың екі түрі, сандық ақпаратты сақтауға арналған жады регистрі
және сақтаумен бірге ақпаратты оңға немесе солға қозғай алатын, бірнеше
тактіге кешіктіре алатын, сатылы екілік кодты параллельдіге және керсінше
түрлендіре алатын қоғау регистірі болып жіктеледі.
Жады регистрі көбінесе D-триггерінде, олардың тактілерін біріктіре отырып
құрады. Мысалға, сегізразрядты жады регистрінің микросұлбасы тұрақты
деңгеймен (К580ИР82) тактіленеді және тактілі импульстің (К555ИР27)
фронтмен (сур.9.1). Бірінші микросұлба шығысынан сақталған мәліметтер ОЕ
кірісінің логикалық нөлде оқылады.Әйтпесе микросұлба тұйықталмаған шығыс
күйінде болады. Ақпаратты оң жақ микросұлбаға жазу тек L кірісінің
логикалық нөлінде С тұрақты фронтында болады.
[pic]
Рис 9.1
Қозғау регистрі динамикалық кірісті D-триггерінде құрылады. Мысалға,
сегізразрядты жады регистрінің микросұлбасы тұрақты деңгеймен (К580ИР82)
тактіленеді және тактілі импульстің (К555ИР27) фронтмен (сур.9.1).
Ақпаратты оң жақ микросұлбаға жазу тек L кірісінің логикалық нөлінде С
тұрақты фронтында болады.
[pic]
Рис.9.2
Қозғау регистрінің микросұлбасының ішінде(сур.9.3), мысалға К155ИР13
әмбебап регистр болып табылады. Жады регистрі көбінесе D-триггерінде,
олардың тактілерін біріктіре отырып құрады. Мысалға, сегізразрядты жады
регистрінің микросұлбасы тұрақты деңгеймен (К580ИР82) тактіленеді және
тактілі импульстің (К555ИР27) фронтмен (сур.9.1). Бірінші микросұлба
шығысынан сақталған мәліметтер ОЕ кірісінің логикалық нөлде оқылады.
[pic]
Рис. 9.3
8-дәріс.
Тақырып. Санауыштар, импульс таратқыштары, жиілік бөлгіштері.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Санауыштардың негізгі анықтамасы.
2. Жилік бөлгіштер.
3. Импульсті таратқыштар.
Сандық құрылғы бір уақыттан келесіге ауысқанда оның кірісіндегі дабылы
бір кіріске беріліді оларды санауыштар деп атайды. Кіріс дабалындағы сандар
санауыштың кірісіне беру керек, ал оларды қайта келтіру үшін өз қалпына
келтіру керек. Оларды қайта есептеу коэффициенті деп атайды (Ксч).
Санауыштар триггерден құралады. Тактілік кіріс бірінші триггер және
санауыштың кірісі болып табылады. Егер периодты кіріс дабылы және жилігі
мынаған тең болады fвх, ал шығысындағы триггер, санауыш, жилік (Ксч) аз
болады. Барлық санауыштар жиліктің бөлгіштері болып саналады. Жиліктің
бөлгішінде бір кіріс және бір шығыс, ал санауышта бір кіріс және бірнеше
шығыс.
Қайта есептеу коэффициенті келесіге жіктеледі екілік санауыш (Ксч=2к),
екілік – ондық (Ксч=10к), немесе тұрақты, айнымалы. Есептеу бағыты бойынша
санауыштар қосынды, алушы, реверсивті. Ішкі байланыс ұйымдастыру тәсілі
бойынша тригерлер мен санауыштар арасында синхронды (параллель көшірумен)
және асинхронды (реті көшірумен). Синхронды санауыштар тез әрекеттімен
есептейді.
Мысал ретімен көшірілетін санауыштар микросұлбада мыналар болып табылады
К155ИЕ5 (сур.10.1).
[pic]
Сур.10.1
Шығысында логикалық бір болу үшін 2 және 3 тақ триггерлер нол жағдайын
қарастырады. Шығысында 12 және 1 беретін ішкі жағдайын қолданып бірінші
триггер және үшразрядты екілік санауыш. Шығысында ақау болса 1 және 12
аламыз төрт разрядты екілік санауыш. Әрбір триггер шығысындағы дабылын
қарама – қарсы жағдайын өзгертеді де келесі тригерге ауысады. Ретімен
есптелетін санауышта импулсті дабыл 16 жағдайдан өтіп (0-ден 15-ке), әрбір
төрт разрядты код шығысында салмақты коэффициенттермен 8, 4, 2, 1. Бұл
режимде санауыш жилігінің импульсі екі рет әрбір тригер ретімен бөлінеді.
Микросұлбада К155ИЕ2 санауыш тригері мынадан турады (кіріс - С1, шығыс -
Q1) және қайта есептеу санауышы (Ксч)=5 (кіріс - С2, шыгысы - Q2, Q3, Q4).
Егер оларды бір – бірімен біріктірсе, онда мына суретте көрсетілген
сур.10.2,а, онда екілік – ондық санауыш алынады, уақыт диаграммасы мына
суретте көрсетілген сур.10.2,б. Ондық импульс түскен кезде кодтың
комбинациясы 1001 мына комбинацияға ауысады 0000 және әрі цикл оннан (0-ден
9-ға) қайталанып отырады. Логикалық бір шығысында R санауыш нол жағдайын
орнатады “0”, шығысында логикалық бір S9 - “9” жағдайын орнатады.
[pic]
Сур.10.2
14 рет жилік бөлгішінің жұмысын қарастырамыз (сур.10.3). Бірлік деңгейін
формалау моментінде санауыштың шығыс дабылын нол және одан басқаға
лақтырады, импульс жилігін есептейді f, журілген жол жағдайы 0-ден 13-ке
дейін. 14-ті есептеу үшін импульс санауышы уақытша 14 жағдайы (логикалық 1
ал шығысында үшкірісті элемент И-НЕ) және RS-триггерде орнатылады, екі
элементен орындалатын И-НЕ, шығысында бірлік жағдайы f/14, жұмыс
құрылғысында қарастырылады. Бірлік деңгейі келесі импульс санауышында RS-
триггерін ноль жағдайына ауыстырады.
[pic]
сур.10.3
Микросұлба көмегімен екілік және екілік – ондық санауышта қайта есептеу
коэффициентімен еркін санауышпен орындалады (Ксч). Мысал, қайта есептеу
коэффициент санауышын қарастырамыз Ксч=147 (сур.10.4). Ең алдымен сегіз
разрядты екілік санауыш (Ксч=256), содан кейін нол жағдайына лақтыру цепін
қосамыз, егер санауыш 147 жағдайына аусады. Соның нәтижесінде санауыштың
жол жағдайы 0-ден 146-га, . Ксч=147.
[pic]
Сур.10.4
Синхронды екілік санауышында санауыш импульсі барлық тригерге әрекет
етеді (сур.10.5). Бірінші триггер тақпен жұмыс істейді. Әрбір келесі өзінің
жағдайын қарама -қарсыға ауыстырады, егер алдындағы барлық бірлік жағдайда
болады.
[pic]
Сур.10.5
Синхронды реверсивті санауыштар әмбебап мүмкіндігімен айналысады К155ИЕ6
(екілік - ондық) және К155ИЕ7 (екілік). Көп разрядты санауышты құру үшін
шығысын ауыстыру және бір микросұлбамен біріктіріп қосу және алу кірісін
басқаға ауыстыру (сур.10.6). Шығысында логикалық нол деңгейін L санауышта
төрт разрядты екілік сан кірісіне жазылады, кірісінде логикалық бір деңгейі
R санауышта нол жағдайын лақтырады. Кірісінде R шығысында L болады.
Импульсті беру үшін санауыштың бір кірісінде логикалық бір деңгейін басқада
береді.
[pic]
Сур.10.6
Уақыт диаграммасында дабыл, микросұлба жұмысында К155ИЕ6 (сур.10.7),
көрсетілген, егер одан кейін лақтыру және санауышта алдын – ала 7 санын
беріп бес импульсін кірісіне қосады, содан кейін төрт импульсін алады.[pic]
Кірісінде программалауды (Ксч) және жилік бөлігін құру бөлу коэффициентімен
қарастырамыз (сур.10.8). Қайта есептеу режимін қолданамыз. Нол жағдайынан
санауыш N жағдайына ауысады оң фронты кіріс дабылын fвх. Шығысында
логикалық нол D-триггер периоды мынаған тең fвх, ал жилік fвых кірісінде
мынадан аз N+1. Берілген жилік бөлігі бөлу коэффициентін құру 1-ден 16-ты
диапазонында және микросұлба К155ИЕ7, және микросұлба К155ИЕ6.
Құрылғы, периодты рет импульсін берілген сан каналымен тарату, оларды
тарату импульсі деп атайды. Берілген генератор құрамына: санауыш және
демультиплексор. 15-каналдыны импульсті таратуды қарастырамыз (сур.10.9).
Оң фронты әрбір импульсті санауыш Yi шығыс канал адресін өлшейді, импульс
генераторына келіп туседі (активті деңгей - логикалық 0). Санауышта 15
жағдайына ауысады, лақтыру дабылын құрайды, және Y0-Y14 каналдарына жаңа
цикл импульсті тарату басталады. Дешифратордың жұмысы тұрақты, құрылғыда 15
каналдан логикалық бір деңгейін таратуға айналады.
Сур.10.9
Тарату деңгейін құруға болады және регистрдің қозғалту шенбердің тұйык
негізі, алдын – ала тригерге логикалық 1 жазады. Жұмыстың ақау кезінде
мынандай құрылғы сенімді болады (орнатылған бірлік кодтар жоғалуы мүмкін
немесе қосымша пайда болады). Сақиналы санауыштың сұлбасы, бірлік кодтардың
құрылғыда талап етілмейді, сур.10.10 келтірілген. Бірінші тригер логикалық
бірлік жазуда логикалық цепьте болады, қалғандары нол жағдайда болады.
Мынандай санауыш бесканалды функцияны логикалық бірлік деңгейін орындайды
(шығысы 1-5).
[pic]
Рис.10.10
Басқа санауыштың жұмысын анализдеу (сур.10.11) регистрде қозғалту (вариант
Джонсон санауышы), 1-4 шығысында кестені толтыру Т тактілі дабылын кезекті
фронта береді. Регистрде жаңаланады.
.[pic]
Бірінші тригер регистрінде DR шығысында бір такт дабылда кешігіп
қайталанады, ал басқа келесі тригерлер – шығысы алдынғысы. Таблицадағы
анализдың жағдайы көрсетіледі, санауыштың қайта есептеу коэффициенті Ксч=7.
Жетіден үш такт шығысында әрбіреуінде логикалық бірді алады. Каналдың
шығыс дабылы бірдей формада 1-4, фазасында қозғалтылады. Бастапқы орнатуда
цикл жағдайын қарастырады, санауыштың тәртібін тексеру үшін басқа кезкелген
жағдайын ауыстыру (мысал, төрт тригерлі сұлбада қорек қөзін қосуқаннан
кейін кезкелген 16 жағдайда болады). Жазылған таблицада, кезкелген
жағдайдан кейін бірнеше тактілі импульс құрылғысы автоматты жұмыс режиміне
шығады.
Оңканалды логикалық 1 деңгейін тарату К561ИЕ8 микросұлбада орындалады,
дешифратордың Джонсан санауыш құрамында (сур.10.12). Егер G1=0 тактінде оң
фронты G2, G2=1 – теріс фронті G1.
[pic]
сур.10.12
Бақылау тапсырмасы
1. Санауыштың қайта санау коэффициентін анықтаңыз?
[pic]
Бірінші каскад есептеу санауышында төрт разрядтыда жиналған екілік санауыш
DD1 (мысал, К155ИЕ7), екінші – екілік – ондық санауыш DD2 (К155ИЕ6).
Құрылғыда жұмыс анализін жүргізу үшін кірісіне импульс түскенде санауышта
алдын - ала жаңартылады. Бірінші импульс, кіріс санауышында түскенде,
шығысында қайталанады (£ 0) DD1. Оң фронты микросұлбада DD115 жағдайына
ауысады, микросұлба DD2 - 9-ға. Содан кейінгі 15 импульсті жағдайға ауысу
керек DD1, DD2 режимін ауыстырмай. Біткеннен кейін 17-ге DD1 импульсіне
көшеді 15-ті жағдайға, DD2 – 8-ге. Тағы 16 импульсті DD2 7-ші жағдайға
көшеді және шығысында 2 логикалық 1 пайда болады, санауышты нол жағдайына
лақтырады. Сол жағдайда қайта есептеу коэффициенті 33 тең болады.
2. Жилікті бөлу программалау жобалауында. 2-ден 100 диапазонында бөлу
коэффициенті косқыш прграмма көмегімен ауысады.
3. Сандық индикаторда қай сан жанады одан кейін 100 импульсті санауышта
кірісіне келіп түскеннен кейін лақтырылады.
[pic]
9-дәріс.
Тақырып Жартылай өткiзгiштердiң электрөткiзгiштiгi, p-n-ауысудың
түзiлуi және қасиетi.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Жартылай өткiзгiштердiң электрөткiзгiштiгi, p-n-ауысудың түзiлуi
және қасиетi.
Жартылайөткізгіштер деп өзінің меншікті электрлік кедергісі өкізгіштер
мен диэлектриктердің аралығында болатын материалдардың кең тараған тобын
айтамыз. Негізінде жартылайөткізгішті материалдарға меншікті кедергісі ρ =
(10-3... 109) Ом·см, өткізгіштерге(материалдарға) меншікті кедергісі ρ < 10-
4 Ом·см, ал диэлектриктерге (оқшаулағыштар) ρ>1010 Ом·см меншікті
кедергісіндегі материалдар жатады. Шарттардың толық осылай топтасуы,
өйткені жартылайөткізгіштер мен диэлектриктердің арасында принципиалды
айырмашылықтар жоқ.
Осызаманғы жартылайөткізгіш аспаптарды жасауда, әсіресе интегралдық
микросхемаларды жасауда көбінесе кремний қолданылады, өйткені оның кристалл
торлары алмаздық типте, текшелік түрде реттеліп орналасқан қатты денедегі
монокристалл болып табылады.(2.1-сурет)
Бұл кристаллдық тордың негізгі ерекшелігі, әрбір атом өзімен көршілес
төрт атоммен өзара ковалентті байланысқан.
[pic]
2.1-сурет – Жартылайөткізгіштердің құрылымы
Атомды тастаған және валентті байланысты бұзған электрон тек белгілі
уақытта бос күйінде бола алады. Басқа кристалл атомдарымен соқтығысқан
кезде ол өз энергиясын жоғалтады және тесік жонасына түскен кезде басқа
атомның босаған валенттік байланысын толтыра алады. Бұл поцесс рекомбинация
деп аталады, ал бос электрон мен тесіктің бар болу орташа уақыты – заряд
тасымалдаушының өмірлік уақыты деп аталады. Жартылайөткізгіштер және
тесіктердің қозғалысы екі процесспен өтеді: диффузия және дрейф.
Диффузиялық токтың пайда болу себебі тасымалдаушы концентрациларының
айырмашылығы болып табылады. Дрейфтық ток электр өрісінің әсерімен
байланысты.
өзіндік жартылай өткізгіштің электр өткізу сипаты заттың атомын қосқанда
өзгереді. Жалтылайөткізгішті аспаптарда және интегралды сұлбаларда
Менделеев кестесінің V және III топ элементтері ретінде қолданатын қоспалар
тек қоспалы жартылай өткізгіштер қолданады.
Жартылай өткізгішті материал
V топ қоспасының кремний атомын кристаллға енгізгенде оның тек төрт
валентті электроны өзіндік жартылайөткізгіштің 4 көршілес атомымен қатты
байланысқа түседі.
Сульманың бесінші валентті электроны ядромен нашар байланыста болады
және ол өту жонасына оңай өтеді. Бұл жағдайда қоспалы атом жылжымайтын оң
оинға айналады. Қоспалы атомнан үзілген бос электрондар өзіндік бос
электрондарға қосылады. Бұл жағдайда жартылай өткізгіштің өткізгіштігі
электрондармен айқындала бастайды. Мұндай жартылайөткізгіштен n- типті
жартылайөткізгіштер деп аталады(от английского слова negative —
отрицательный).. Электронды электр өткізгішті шартталған қосылыстар донорлы
деп аталады.
Кристалға 3-ші группалы кремний атомын енгізгенде өзіндік
жартылайөткізгіштің атомы мен қоспаның атомы арасындағы 4 байланыстың
біреуі толтырылмаған болып шығады, ол тесіктің пайда болуына және
жылжымайтын теріс ионға эквивалент болады. Бұндай қоспалы
жартылайөткізгіштердің электр өткізгіштігі тесіктердің орын ауыстыру
салдарынан қамтамасыз етіледі, ал жартылайөткізгіштердің өздері р-типті
жартылайөткізгіштер деп аталады. Тесікті электрөткізгішті шартталған
қоспалар акцепторлы деп аталады. Nд атомының донорлық қоспасы болғанда, nn
қозғалмалы электрондардың пайда болуына әкеледі, мұндағы nn ≈ Nд.
[pic]
а) с донорной примесью; б) с акцепторной примесью р-n өтудің вольт-
амперлік құрылымы және сипаттамасы.
Рисунок 2.2– Структура примесных полупроводников
р-n өту, оның құрлымы.
p-n өтуін жасауда диффузиялық әдіс арқылы қорғайтын қышқылдық қабаты бар
жартылай өткізгішті пластинкалар алдын ала фотолитографиялық өңдеуге
шалдығады. Пластинаның бетінде берілген конфигурация ауданы құрылады.
Фотолитографиядан кейін бұл «терезелер» арқылы жартылай өткізгішті
пластинаға қоспалардың диффузиясын өткізеді және p-n өтуін алады.
Электрлік сипаттамалары берілген жартылай өткізгішті құралдарды жасау
үшін электроөтімділіктің әр түрлі типімен кристал ауданының өлшемі өте дәл
болу керек. Кристалдың жеке аудандарының конфигурациясы балқыма өтуде
температураның тұрақты дәлділігіне, пластинка қалыңдығына, балқу уақытына
және қоспалар санына байланысты болады. Кез келген көрсеткіштің ауытқуы
номиналды мәнінен жартылай өткізгішті құралдардың электрлік параметрлерін
үлкен шашырауға әкеледі. Диффузия көмегімен жақсы p-n өтулер құрастыруға
болады, өйткені дифузиялық үрдіс өте ақырын және жақсы басқарылады.
Әр түрлі типті электроөтімділікті жартылай өткізгіштердің шекарасының
арасында электронды – тесікті өтуді құрастыру кезінде зарядтардың жылжымалы
тасушыларында үлкен концентрацияның градиенттері пайда болады. Бұл p және n
– типті жартылай өткізгіштердің арасындағы шекарасы арқылы диффузионды
тоқтар (электронды n – ауданнан, тесікті p – ауданнан) өтуіне әкеп
соқтырады. Негізгі тасымалдаушылардың кету нәтижесінде n – ауданында
донорлы атомдардың оң зарядталған иондары, ал p – ауданында акцепторлы
атомдардың теріс зарядталған иондары болатын жартылай өткізгіштер
шекарасында электрөтімділіктің әр түрлі типтерімен біріктірілген қабат
жасалады. Микрометр созылуының ондық бөлігінде бұл екі қабат p-n өтуі болып
табылады. (2.3, а - сурет).
[pic]
Сурет 2.3 – р-п отуінің құрылымы және вольт-амперлік сипаттамасы (г)
Р-п өтуіне орналасқан екі қабат қозғалмайтын электрлік зарядтар ішкі
электрлік өрісін тудырады. әр түрлі электрөтімділігі бар жартылай
өткізгіштердің шегіне п-аумақтық бөлігі оң зарядталады, ал р-аумақтық
бөлігі теріс зарядталады. Соның арқасында п және р аудандарының арысында
потенциалдар айырымы, яғни жартылай өткізгішті кристалдың
тасмалдаушыларының қозғалысына кедергі келтіретін және негізгі емес
тасмалдаушылардың қозғалысына әсер ететін потенциалдық кедергі пайда
болады. Р-п өтуінің электрлік өрісі әсерінен тесіктер п-ауданыныа р-
ауданына, ал электрондар кері бағытта жеңіл орын ауыстырады. Бірақ тесітер
р-ауданынан п-ауданына және электрондардың п-ауданынан р-ауданыа өтуі
қиындатылған, яғни п-р өтуінің электрлік өрісі дифузиялық тоқтың ұлғаюына
кедергі келтіріді және п-р өтуі арқылы өтетін дрейфтік тоққа кедергі
келтірілмейді. Сыртқы кедергі болмаған жағдайдадонорлық және акцептрлық
иондардың заряттары, теріс бағытта өтетін дрейфтік және дифузиялық тоқтар
өзара концепциоланатын тепе-теңдік орнатылады. Бұл жағдайда р-п өтуі
электрлік нейтралды болып табылады, ал оның бойымен өетін тоқ нөлге тең.
Егер электронды – тесіктік өтуі құрылғанжартылай өткізгішті р-п
өтуінесырты кернеуді жалғасақ, онда өтудің үлкен кедергісіне байланысыты
кристалдың басқа бөлігінің кедергісімен салыстырғанда ол тек қана р-п
өтуіне ғана оң болады.Сыртқы кернеу электронды-тесіктік өтуінде тепе-теңдік
бұзылады да тоқ пайда болады.
Егер сыртқы кернеу көзінің оң полюсін р-п ауданға қоссақ, онда
потенциалдық кедергінің биіктігі кішіриеді. Ал зарядтардың негізгі
тасмалдаушыларының дифузиялық тоғы күрт өседі. Бұндай р-п ауданының
қосылуын тура деп атайды. (2,3 б - сурет) р-п өтуінің тура қосылуында
заряттардың тасмалдаушылардың олардың негізгі емес болып табылатын
жартылай өткізгішті кристалды ауданына басым өтуі жүреді, сондықтан р-п
өтуінің осы жұмыс істеу режимін негізгі емес тасмалдаушылардыңинжекция
режимі деп атайды. Егер сыртқы кернеудің полярлығын өзгертсек онда р-п
өтуіндегі потенциалдық кедергісінің биіктігі төмендейді. U = -0.5B болған
жағдайда дифузиялық тоқ тоқтатылады және сыртқы кернеу өскенде р-п
өтуінентек қана кері деп аталатын дрейфті тоқ өтеді. Негізгі емес
тасмалдаушылардың саны негізгі тасмалдаушыларға қарағанда аз болғандықтан
переход арқылы өтетін тоқтың шамасы тура қосылған байланыстағы тоққа
қарағанда үлкен болмайды және сыртқы кернеудің өзгеруінің кең шектерінде
тұрақты болады.
Осы негізде p-n өту симетриялы емес вольт – амперлі сипаттамаға ие
болады (3.3 г суреті).
Тікелей қосқанда оның бойынан үлкен тік тоқ өтеді, ал кері қосқанда
білінбейтін кері тоқ өтеді, яғни өткізгіштің өзіндік электр өтімділігімен
анықталатын және ортаның температурасына тікелей тәуелді болатын ток.
Мысалы, германилі жартылай өткізгішті аспаптарда p-n өтудің кері тогі әр
бір 100 С температураның көтерілуінде екі еседей өседі.
p-n өтуінде кері кернеуде кері токтың тез өсуі бақыланады. Бұл құбылыс
p-n өтудің пробойы деп аталады. өтудің пробойы жеткілікті күшті электрлік
аймақта, негізгі емес заряд тасымалдаушылар жартылай өткізгіштің атомы
тездеткен кезде пайда болады.
Иондауда электрон мен тесіктер пайда болады, олар жылдамдықтарды
көбейтіп, атомдарды қайта иондатады және т.б., соның салдарынан диффузиялық
ток өту арқылы тез өседі, ал p-n өтудің вольт-амперлік сипататамсында үлкен
кері кернеудің аумағында кері токтың секіруі пайда болады. Пробойдан кейін
өту шамасынан тыс жылыту кезінде оның құрылымының қайтымсыз өзгеруі болған
кезде реттен шығады,жылулық пробойда байқалатынын айтып өтуі керек. Егер де
p-n өтуде бөлінетін қуат рұқсат етілген деңгейде жарайтындай болса, ол
пробойдан кейінде жұмыс істеу қабілетін сақтайды. Осындай пробой электрлік
(қалыпқа келетін) деп аталады.
p-n өтуін жасауда диффузиялық әдіс арқылы қорғайтын қышқылдық қабаты
бар жартылай өткізгішті пластинкалар алдын ала фотолитографиялық өңдеуге
шалдығады. Пластинаның бетінде берілген конфигурация ауданы құрылады.
Фотолитографиядан кейін бұл «терезелер» арқылы жартылай өткізгішті
пластинаға қоспалардың диффузиясын өткізеді және p-n өтуін алады.
Электрлік сипаттамалары берілген жартылай өткізгішті құралдарды жасау
үшін электроөтімділіктің әр түрлі типімен кристал ауданының өлшемі өте дәл
болу керек. Кристалдың жеке аудандарының конфигурациясы балқыма өтуде
температураның тұрақты дәлділігіне, пластинка қалыңдығына, балқу уақытына
және қоспалар санына байланысты болады. Кез келген көрсеткіштің ауытқуы
номиналды мәнінен жартылай өткізгішті құралдардың электрлік параметрлерін
үлкен шашырауға әкеледі. Диффузия көмегімен жақсы p-n өтулер құрастыруға
болады, өйткені дифузиялық үрдіс өте ақырын және жақсы басқарылады.
Әр түрлі типті электроөтімділікті жартылай өткізгіштердің шекарасының
арасында электронды – тесікті өтуді құрастыру кезінде зарядтардың жылжымалы
тасушыларында үлкен концентрацияның градиенттері пайда болады. Бұл p және n
– типті жартылай өткізгіштердің арасындағы шекарасы арқылы диффузионды
тоқтар (электронды n – ауданнан, тесікті p – ауданнан) өтуіне әкеп
соқтырады. Негізгі тасымалдаушылардың кету нәтижесінде n – ауданында
донорлы атомдардың оң зарядталған иондары, ал p – ауданында акцепторлы
атомдардың теріс зарядталған иондары болатын жартылай өткізгіштер
шекарасында электрөтімділіктің әр түрлі типтерімен біріктірілген қабат
жасалады. Микрометр созылуының ондық бөлігінде бұл екі қабат p-n өтуі болып
табылады. (2.3, а - сурет).
Егер сыртқы кернеу көзінің оң полюсін р-п ауданға қоссақ, онда
потенциалдық кедергінің биіктігі кішіриеді. Ал зарядтардың негізгі
тасмалдаушыларының дифузиялық тоғы күрт өседі. Бұндай р-п ауданының
қосылуын тура деп атайды. (2,3 б - сурет) р-п өтуінің тура қосылуында
заряттардың тасмалдаушылардың олардың негізгі емес болып табылатын
жартылай өткізгішті кристалды ауданына басым өтуі жүреді, сондықтан р-п
өтуінің осы жұмыс істеу режимін негізгі емес тасмалдаушылардыңинжекция
режимі деп атайды. Егер сыртқы кернеудің полярлығын өзгертсек онда р-п
өтуіндегі потенциалдық кедергісінің биіктігі төмендейді. U = -0.5B болған
жағдайда дифузиялық тоқ тоқтатылады және сыртқы кернеу өскенде р-п
өтуінентек қана кері деп аталатын дрейфті тоқ өтеді. Негізгі емес
тасмалдаушылардың саны негізгі тасмалдаушыларға қарағанда аз болғандықтан
переход арқылы өтетін тоқтың шамасы тура қосылған байланыстағы тоққа
қарағанда үлкен болмайды және сыртқы кернеудің өзгеруінің кең шектерінде
тұрақты болады.
Осы негізде p-n өту симетриялы емес вольт – амперлі сипаттамаға ие
болады (3.3 г суреті).
Тікелей қосқанда оның бойынан үлкен тік тоқ өтеді, ал кері қосқанда
білінбейтін кері тоқ өтеді, яғни өткізгіштің өзіндік электр өтімділігімен
анықталатын және ортаның температурасына тікелей тәуелді болатын ток.
Мысалы, германилі жартылай өткізгішті аспаптарда p-n өтудің кері тогі әр
бір 100 С температураның көтерілуінде екі еседей өседі.
p-n өтуінде кері кернеуде кері токтың тез өсуі бақыланады. Бұл құбылыс
p-n өтудің пробойы деп аталады. өтудің пробойы жеткілікті күшті электрлік
аймақта, негізгі емес заряд тасымалдаушылар жартылай өткізгіштің атомы
тездеткен кезде пайда болады.
Иондауда электрон мен тесіктер пайда болады, олар жылдамдықтарды
көбейтіп, атомдарды қайта иондатады және т.б., соның салдарынан диффузиялық
ток өту арқылы тез өседі, ал p-n өтудің вольт-амперлік сипататамсында үлкен
кері кернеудің аумағында кері токтың секіруі пайда болады. Пробойдан кейін
өту шамасынан тыс жылыту кезінде оның құрылымының қайтымсыз өзгеруі болған
кезде реттен шығады,жылулық пробойда байқалатынын айтып өтуі керек. Егер де
p-n өтуде бөлінетін қуат рұқсат етілген деңгейде жарайтындай болса, ол
пробойдан кейінде жұмыс істеу қабілетін сақтайды. Осындай пробой электрлік
(қалыпқа келетін) деп аталады.
&&&
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Жартылай өткізгіштерге қандай заттар жатады?
2. Жартылай өткізгіштің өзіндік және қоспалы электрөтімділігі дегеніміз
не?
3. Жартылай өткізгіштердің «донорлық» және «акцепторлық» бөлінуін
түсіндіріңіз.
4. Жартылай өткізгіште диффузияны тасушылар деген не?
5. р-п өту дегеніміз не және оның қасиеттері қандай?
6. р-п өтудің шекті электрлік параметрлері қалай аталады?
7. р-п өтудің қандай түрлері бар?
10-дәріс.
Тақырып. Жартылай өткiзгiшті диодтар.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Жартылай өткізгіштік диодтар, түрлері, белгіленуі.
2. Қосылудың негізгі сұлбалары.
3. Стабилитрондар.
Жартылай өткізгішті диод деп бір р-п өтуі және екі шығыстары болатын
жартылай өткізгішті аспапты атайды. Мұндай диод технологиялық қабылдау
бірімен р-п өту орындалатын жартылай өткізгіш кристаллын. Өтуді құрайтын
кристаллдың екі әр түрлі облыстың беттер бөлігін сыртқы шығыстардың
пісіретін немесе дәнекерлейтін маталл пленкамен жабады (сур 3.1)
Жартылай өткізгіштік диодтың негізгі элементі р-n- өту болып табылады,
содықтан шынайы диодтың воль-амперлік си ттапамасы 2.3 суретінде
келтірілген р-n- өтудің вольт-амперлік сипаттамасына жақын. Диодтың
параметрлері және жұмыс режимі қосылған U кернеуінен I диод тогы арқылы
ағатын байланысты иллюстрациялайтын оның вольт-амперлік сипаттамасымен
анықталады. Аспаптың типтік воль-амперлік сипаттамасы 3.2 суретте
көрсетілген.
4. [pic]
5. Сурет 3.1 - жартылай өткізгіштің құрылымы мен шартты белгіленуі
6.
7. Жартылай өткізгіш диодтар түрлері, белгіленуі. Қосылудың негізгі
сұлбалары
8.
9. [pic]
10. Сурет 3.2 Диодтардың және оның вольт-амперлік сипаттамасының
шартты графикалық белгіленуі.
11.
Диодқа қосымша кернеудің полярлығы әр түрлі болады. Электродтардың
арасындағы кернеу оң болып есептеледі. Ал аспаптың анодына оң таңбамен ,
катодқа теріс таңбамен қойылады. Кернеу ұлғайғанда тез өсетін оң таңбалы
кернеуде диод тура ток арқылы өтеді. Теріс таңбалы кернеуде диод жабық
болып есептеледі. Кері ток тура токтан бірнеше қатарға аз. Ол арқылы
маңызды емес кері ток өтеді.
Жоғарыда қарастырылған шынайы жартылай өткізгішті диод және оның вольт-
амперлік сипаттамасы p-n өтуден біршама өзгеше. Негізгі айырмашылықтар
келесі себептермен айқындалады.
Біріншіден, шынайы диодтарда, ереже бойынша pp>>nn диодтың тура бағыттағы
вольт-амперлік мінездемеге әсер ететін тек базаның кедергісін rб қана
есептейді.
Үшіншіден, шын диодтарда шектелген өлшемдер болады, сондықтан кристалдың
үстінде жүретін процестерді есепке алу керек.Ағылу тоғы негізгі болып
саналады, өйткені ол, диодтағы кері бағытты вольт-амперлік мінездемеге әсер
етеді.
Соңғы екі себеп, диодтың тура тоғы р-n-өтуінен кем болуына, және кері тоғы
тұрақты болмай, біртіндеп өсетініне, әкеліп соғады (сурет 3.2, в).
Жартылай өткізгіштерінін түрлері өте көп, класстануының негізгі
белгілерінің бірі ол мақсатына р-n-өтуінің бір құбылысқа байланысты.
Түзеткіш немесе күштік диодтар, олардың негізінде вентиль эффектісі болып
табылады (тура кернеуде тоқ үлкен,ал кері кернеуде тоқ аз) олар схемадағы
айнымалы тоқты түзетуге арналған. Көбнесе олар өндірістік жиілікті тоқтарды
50Гц÷50кГц тұракты тоққа түрлендіруге арналған.Айнымалы кернеуінің
параметрлеріне(жиілікке және пішініне)байланысты,диодтарды төменгіжиілікті
жіне жоғарыжиілікті дап боледі. Үлкен қуатты түзеткіш диодттарды күштілік
деп атайды. Оларға вентильдік қаситтері: тура және кері бағыттағы
кернеу,статикалық параметірлері маңызды болып табылады. Диодтар қуатты
болғандықтан, оларға максималды тура тоқ және шекті кері кернеу да
маңызды.Түзеткіш диодтың негізгі параметрлері осылар болып табылады:
–турақты кері кернеу Uкері – диодтың ұзақ уақытта бұзылуысыз жұмыс істей
алатының кері бағыттағы кернеудің мәні;
–орташа тура тоғы Iтура орт – тура бағытта диод арқылы ағатың турақты
тоқтың максималдық мәні;
–шекті максималді импульстік тура тоқ Iпр и – тоқтың тапсырылған
максималдық импульстін узақтығы;
–турақты кері тоқ Iкері;
–турақты тура кернеу Uпр–диод арқылы орташа тура тоқ өткен кезде кернеудің
түсуі;
–орташа тарау қуаты Pср – диодтың белгілі бір уақыт аралығындағы орташа
тарау қуаты;
–максималдық жиілік Fмакс – диодқа қойылған параметрлері қамтамасыз
етілгенде максималдық жұмыс жиілігі.Егер диодқа берілген айнымалы кернеудің
жиілігі Fмакс тан жоғары болса,диодтағы жоғалулар өте жоғары өседі.
Шекті кері кернеуді жоғарлату үшін,түзеткіш диодтарды тізбектей жалғайды.
Егер элементтердін жалғануы бір кристалда немесе бір корпуста
орындалса,онда сол аспаб түзеткіш столб деп аталады. Схмадағы диодттардын
тізбектей жалғануынан,жай диодқа қарағанда, кернеуінің түсуі көп болады.
Түзеткіш блоктар,бір корпуста жиналған қарапайым диодтық схемадан
жасалынады. Көбнесе осы схема төрт бірдей диод арқылы орындалады.
Аз қуатты жоғары жиілікті диодтар вентиль эффектісін пайдаланады,бірақта
оларға статикалық параметрлердің вентильдік қасиеттерімен қоса диодттың
өзіндік сиымдылығы және шығарғыштардың индуктивтілігі маңызды.
Индуктивтілігін және сиымдылығын азайту үшін,қысқа шығарғыштар мен р-n өтүі
көлемі жағынан аз диодтарды пайдаланады. Көбнесе, нүктелік диодтарды кең
қолданады.
Стабилитрондар
Стабилитрондар электрлік тесіб өту режимнде жұмыс істейді. Аспаб кері
қосылғанда, минималдыдан Iмин максималдыға дейін Iмакс электрлік тесу
жерінде кернеудің түсуі өте кішкентай болады да аспаб арқылы ағатын тоқ
тұрақты деп есептеледі (сурет 3.3, а)
- тұрақтандыру кернеуі Uст;
- минималды және максималды тұрақтандыру тоқтары Imin және Imax;
- дифференциалдық кедергі Rd = dI/dU – электрлік тесіб өтү жерінде;
- тұрақтандыру температуралық коэффициент αст – ΔT қоршаған ортаның
температурасы өзтергенде,тұрақтандыру кернеуінің салыстырмалы өзгеруі ΔUст
:
12. [pic].
13.
Тұрақтандыру температуралық коэффициенті, аспаб арқылы өтетін тоқ пен
кернеуінен байланысты болады. Төмен кернеулерде (5,7 В тан төмен) Uст
температуралық коэффициент кері танбалы болады. Тоқ 10 мА таяу болғанда ,ол
–2,1 мВ/Сo тең болады. Кернеу 6 В тан жоғары болса,ол оң таң балы болады,
коэффициент он танбалы болады егер тоқ өлшемі ( 10 мА) дэрежесі 6 мВ/Сo
жетеді. Тоқ өлшемін аспаб арқылы таңдасақ, онын температуралық
коэффициентің өзгертуге болады, тіпті онын нөлдік мәніне жетуге болады.
Стабисторлар стабилитрондар тәрізді, кернеуді тұрақтандыруға арналған.
Стабилитрондармен салыстырып қарасақ олар диодтын вольт амперлік
мінездеменің тура бағытында жұмыс істейді.
[pic]
14. Сурет 3.4 – стабилитронның ВАМ
Импульсті диодтар. Шоттки диоды
Импульстік диодтар мен түзеткіш диодтардың параметрлердің негізгі
айырмашылығы ол:
- импульстік тура кернеуінің максималдық мәні Uпр и;
- диодтың кері кедергінің жөнделу уақыты τв.
Жөнделу уақыты кернеуінің өрісі ауысқаннаң бастап, кері тоқ 0,1·Iпр мәнге
ие болғанға дейін. Қазіргі аспабтарда жөнделу уақыты 4-10 нс диапазонында
жатыр.
Импульстік диодтардын бір түрі ол Шоттка диодтары. Осы аспабтарда p-n-
өтуінің рөлін «болат-жартылайөткізгіш» контактісі атқарады. Зарядтың
жиналуы осындай өтуінде өте аз болады, өйткені оларда зарядттың
тасымалдауы тек негізгі тасымалдаушылармен орындалады. Диодтын жөнделуі 0,1
нс мәніне дейін қысқартылуы мүмкін және максималды жұмыс жиілігі жүз немесе
мың килогерцке дейін жетеді. Осы диодтардын басқа ерекшелігі болып
кернеудің тура түсүі табылады.
Диодтардын мінездемелері жартылайөткізгіштегі қопаларының
концентрацияларынан көп тәуелді. Мысалы егер n-ауданындағы донорлар, p-
ауданындағы акцепторлар концентрациясы жай диодтардан мың есе көп болса р-
n-өтуінің өте жұқа болып шығады (қарапайым диодтарда ол 1 мкм ге таяу
болады,ал осындай концентрацияда 0,001 мкм тең болады. Осы жағдай р-n-өтуі
арқылы өтетін тоқтын өтүін күрт өзгертеді.
Диффузиядан басқа мұнда тунелдік эффект байқалады,осы жағдайда электронның
толқындық қасиеттеріне байланысты энергиянын жоғалуысыз бөгет арқылы өте
алады. Максималдық туннелдік эффектісі өтуінде 100 мВ тура кернеу болғанда
байқалады.
Осындай эмитердегі,базадағы жоғары концентрациясы бар диодтарды тунелдік
диодтар деп атайды, олардын вольт-амперлік мінездемелері (сурет 3.3)
қарапайым диодтардан ерекшеленеді:тунелдік диодта вентиль эффектісі;
байқалмайды;тунелдік диодтың вольт-амперлік сипаттамаласында оң үлкен емес
кернеу ауданыңда, «түсу» ауданы бар болады, ол кері дифференциалды
кедергісімен сипатталады.
[pic]
Сурет 3.3 –туннелдік диодтың ВАМ
Тура кернеуінің үлкеюі (А нүктеге дейін) тура туннелдік тоғының өсүіне алып
келеді. Тура кернеуінің ары қарай үлкейтуі, туннелдік тоғының тусуіне алып
келеді. АБ құлау аймағына айнымалы тоққа кері кедергі тән. Осы аймағынан
кейін тоқ диффузиялық тура тоқ арқылы қайта өседі. ΔU=U2-U1 айырымы
кілттін кернеуі деп аталады.Кәзіргі туннелдік диодтарда бірлігі мА мен
өлшенеді, ал вольттің ондық бірліктермен есептеледі. Туннелдік диодты әр
түрлі схемаларда пайдалағанда,оның кері кедергісімен активті кедергіні
компенсациялауға болады,осыдан күшейткіш режімін немесе толкындардың
генерациялауынын алуға болады.
Электронның потенциалдық бөгет арқылы туннелдік өтуі қысқа уақыт мерзімде
10-12 – 10-14 с болады;сондықтан туннелдік диодтар өте жоғары жиілікте
жақсы жұмысістейді. Туннелдік диодтар арқылы толқындарды жүз ГГц дейін
генерациялау және күшейтуге болады.
Туннельдік диододтардың параметрлері негізінде,пик кернеуін Uп,пик тоғын
Iп, дөнестік кернеуің Uв, дөнестік токғың Iв және тоқ пик тоғына тең
болған кездегі кернеуді Uр, пайдаланамыз.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
Диодтарды жасау үшін қандай материалдар қолданылады?Олардың айырмашылығы
неде?
Қандай параметрлер жартылайөткізгіштік диоидтты сипаттайды?
Жартылайөткізгіштік диоидтты классификациясы?
Диодттың кері және тура кедергіні қалай аңықтауға болады?
11-дәріс.
Тақырып. Биполярлық транзисторлар.
Дәріс сабағының құрылымы:
1.Биполярлық транзисторлардың жұмыс істеу принципі,шартты графикалық
белгіленуі.
Биполярлық транзисторлар деп,екі р-n-ауысуы және үш не одан да көп
шығуы бар жартылайөткізгіштік аспапты айтамыз.Бұл жартылайөткізгіштік
кристаллы бар бөлшегін құрайды,онда біртипті электроөткізгіштік қасиеті бар
екі шеткі аймақтары,қарам қарсы электроөткізгіштік қасиеті бар аймағымен
бөлінген.Осы үш аймақтың электроөткізгіштігіне байланысты,«n-p-n» және «p-n-
p» типті транзисторларды ажыратады.Олардың қосу сұлбалары және шартты
графикалық белгіленуі УГО,4.1 суретінде көрсетілген. «биполярлық»сөзінің
терминің мағынасы: транзисторлардың жұмыс істеуінде заряд
тасымалдаушылардың тесіктер мен электрондардың рөлідері аса
жоғары.Транзистордың үш электродтардың атаулары: коллектор, база және
эмиттер. Дұрыс қосылу кезінде, транзистор арқылы өтетін бүкіл тоқтардың
бағыты, шартты графикалық белгіленуінде көрсетілген бағытымен сәйкес болу
керек. Бұл жағдайда “база-эмиттер” ауысуы,ашық диод ретінде жұмыс
істейді,ал “база-коллектор” ауысуы, кері кернеуде болады,яғни жабық.
[pic]
4.1Суреті - Биполярлық транзисторы, «n-p-n» және «p-n-p» құрылысымен
Шың транзисторларда, р-n-ауысуыларыдың айырмашылықтары болады.
Кейбіреулердің аумағы,басқалардың аумақтарына қарағанда үлкендеу
болады,одан басқа шың транзисторларда қоспа концентрацияларында асимметрия
байқалынады.Бір шеткі қабаты легироваланған болатын,соңдықтан басқа қабатқа
қарағанда күштірек болады.Транзистордың ортаңғы қабаты базой деп
аталады.Шеткі қабаты,яғни қатты лигироваланған қабатың эмиттер деп
атаймыз,осыған орай n - р-ауысуын эмиттердік деп атаймыз, ал аумағы
үлкендеу болатын қабатың,бірақ эмиттерге қарағанда аз лигироваланған
қабатың– коллектор деп атаймыз, ал ауысуын – коллекторлық деп атймыз,яғни
қортындылап айтқанда щың биполярлық транзисторлар – асимметриялық аспаптар
болып табылады.
Транзистордың әр р-n-ауысуына тура және кері кернеу берілу міүмкін.
Осыған орай, транзистордың төрт жұмыс істеу режимі болады:
– болшектеу режимі – екі ауысуына кері кернеу беріледі;
– байыту режимі – екі ауысуына тура кернеу беріледі;
– активті режимі – эмиттердік ауысуына тура кернеу беріледі,ал
коллекторлық ауысуына кері кернеу беріледі.
– инверстік режимі – эмиттердік ауысуына кері кернеу беріледі, ал
коллекторлық ауысуына тура кернеу беріледі.
Транзистордың n-p-n активтік режимнің жұмысы 4.1суретте
көрсетілген.Тоқ көзі Uбэ ,эмиттердік ауысуына тура бағытта қосылған («–»
эмиттердегі таңбасы), және эмиттердік ауысуы арқылы тура тоғы өтеді.
Сонымен қатар мұнда эмиттерден,базға электрондар инжектерланады, ал баздан
эмиттерға–тесіктер инжектерланады.Транзистордың “база-эмиттер”
ауысуы, тура бағытта қосылған диод сияқты жұмыс істейді.База мен
эмиттер арасында болатын кернеудін мәні Uбэ 0,6÷0,8 В аспауға тиіс,
өйткені,егер бұл шарт орындалмаса,онда ауысуы арқылы өтетін тоғы аса жоғары
мәнге өседі.
Бірақ эмиттер,базаға қарағанда жоғары лигироваланған болатындықтан,
электрондардың ағыны тесіктер ағынынан көбірке болағандықтан, транзисторда
болатын процестерді ол шешеді. из Эмиттердан инжектирланған
электрондары,базда негізгі емес заряд тасушылары болып табылады,олар
диффузия көмегімен қозғалады,яғни базаның көлемінде біркелкі орналасуға
тырысады. Базаның қалындығы аз болғандықтан ,көп электрондар
рекомбинацияланбайды,осыдан коллекторлық ауысуына жетеді.
Коллекторлық ауысуы жанында,электрондардың ағыны,электро өрістін
әсеріне және кері ауысуына түседі,осының нәтижесінде коллекторлық ауысуы
арқылы электрондардың тездетілген дрейф пайда болады.
Коллекторда электрондар негізгі заряд тасымалдаушылары болады және олар
транзистордың ішкі тізбегінде тоқты тудырып, коллекторлық шығуына тез арада
жетеді. Коллекторлық ауысуы арқылы электрондардың дрейфі,база аумағында
концентрациясын төмендейді, осының нәтижесінде эмиттер арқылы
инжектерланған электрондар ағынымен бағытталған диффузияны тудырады,бірақ
электрондардың біраз бөлігі,база аумағында рекомбинацияланады. Сондықтан
эмиттердік ауысуы арқылы өткен электрондар, коллекторлық ауысуына жетеді.
Осының нәтижесінде коллекторлық тоғы IК ,эмиттер тоғына қарағанда IЭ аз
болады. Базада электрондардың рекомбинациясы,базаның ішкі тізбегінде тоқ
тудырады – ток базы IБ.
Эмиттердық, коллекторлық және базалық тоқтар арасында мынандай қатынасы
болады:
IЭ = IК + IБ
Эмиттердік тоғының беру коэффициенті тең болады:
α = ΔIК / ΔIЭ,
яғни бұл коэффициенті,жаңадан шыққан транзисторлар үшін,әр қашан аз
болады,бірақ бірге жақын (0,9÷0,997) болады.
Биполярлық транзисторларды сипаттайтың екінші физикалық параметрі,
базалық тоқтын беру коэффициенті болып табылады,оны транзистордың тоқ
бойынша күшейту коэффициенті деп атаймыз:
β = ΔIК / ΔIБ .
Бір типті транзисторларда да, күшейту коэффициенті әр түрлі болу
мүмкін,яғни бұл коэффициент әр қашан тұрақты болмайды,бірақ 50÷250
мшектерінде болады.
Шың транзисторда коллекторлық тоқтің негізіне,коллекторлық p-n-
ауысуының кері тоғының негізі қосылады IКО.Соңдықтан коллектордың толық
тоғы ,мына теңдеумен шығарылады:
IK = β IБ + IКО
Транзистор электродының тоқтары , Кирхгоф заңымен байланыстырылған
болғандықтан, онда α коэффициенті,алдында көрсетілген β коэффициенті
көмегімен онай жазылаыды:
α= β / (β+1).
Транзистордың α және β коэффициенттері сигналдың жиілгіне тәуелді
болады.Бұл тәуелділік,жартылайөткізгіштегі зарятталған бөлшектердің
қозғалыс жылдамдығына тәуелді болады,соңдықтан транзисторда эмиттер тоғының
ауысуы,база тоғының ауысуына қарағанда кештеу болады
В справочных данных транзистора всегда можно найти граничную
частотуҚосымша әдебиеттерде шекті жиілікті fгр табуға болады,онда
транзистордың күшейту коэффициент бірлік мәнге кемиді.
Жиіліктік мінездемелерге және қуатына байланысты транзисторлар бірнеше
топқа классификацияланады.
Қуат бойынша классификациялау:
– аз қуатты 0,3 Вт дейін,
– орташа қуатты 0,3 -1,5 Вт дейін,
– жоғарғы қуатты 1,5 Вт астам.
Жиіліг бойынша классификациялау:
– төменжиілікті 3 МГц дейін,
– ортажиілікті 3 - 30 МГц дейін,
– жоғарыжиілікті 30 - 300 МГц аралығында,
– үсті жоғарғы жиілікті 300 Мгц астам.
Транзисторлардың қосу сұлбалар, олардың негізгі қасиеттері.
Транзисторлардың күшейткіш қасиеттері.
Транзисторды қосуды бірнеше сұлбалсы бар: ортаңғы базамен (ОБ), с
ортаңғы эмиттермен (ОЭ) және ортаңғы коллектормен (ОК).
ОБ сұлбасында (сурет 4.5.2, а) транзистордың шығу кернеуі,база мен
эмиттер арасында болатын кернеу ,шығу тоғы – эмиттер тоғы болады, ал кіру
статикалық мінездемелерге – Iэ(Uэб)отбасы, Uкб = const болғанда.
[pic]
4.2 суреті - Транзисторлардың ортаңғы базамен қосу сұлбасы(а),және
оның кіру(б),шығу(в) мінездемесі.
Бұл отбасының мінездемесі Uкб = 0 параметрімен, р-n ауысудың қарапайым
вольт-амперлік мінездемесін құрайды, ол ауысуы арқылы жоғарғы тоғымен
сипатталынады,яғни Uэб >0 болғанда және аз тоғымен Uэб < 0
болғанда.Эмиттердік және коллектолық ауысулар байланыстылығының мәні,Uкб
өзгеруі коллекторлық ауысуында енінің өзгеруіне әкеліп соғады,яғни базаның
енінің өзгеруіне әкеліп соғады ,осының нәтижесінде тоқтың өлшемі өзгереді
Iэ. Егер Uкб >0 болғанда базаның ені өседі,ал тоқ Iэ азаяды, қисық
сызықтар оңға қарай жылжыйды ; егер де Uкб <0 ,онда қисық сызықтар солға
қарай жылжыйды. Мұнда транзистордың ішкі тізбегінде барлық кіру
статикалық мінездемелері бір-бірімен жақын орналасады , яғни мұнда Uкб
кернеунің процесстерге жасайтын ықпалы аз болатындығы байқаймыз.Одан басқа,
кіру статикалық мінездемелер сызықсыздық қасиетін қамтыйды,осының
нәтижесінде транзистордың ішкі тізбегінде сигналдардың өзгеруіне әкеліп
соғады.
Транзиторлардың қосылу схемалары. Олардың негізгі қасиеттері.
Транзисторлардың күшейткіш қасиеттері.
Транзисторды қосудың үш сұлбасын айырады: жалпы базасымен (ЖБ), жалпы
эмиттерімен (ЖЭ) және жалпы коллекторымен (ЖК).
ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың кіру кернеуі база мен эмиттер
арасындағы кернеу, кіру тоқ – эмиттер тоғы, ал кіру статикалық сипаттамасы
– Uкб = const кезіндегі Iэ (Uэб) жанұясы болып табылады.
Uэб >0 кезіндегі өту арқылы үлкен тік тоқпен Iэ және Uэб <0 кезіндегі
кіші қайтымды тоқпен ерекшелінетін, Uэб =0 параметрі бар осы жанұяның
сипаттамасы p-n өтуінің кәдімгі вольт-амперлі сипаттамасын құрайды.
Транзистордағы эмиттерлі және коллекторлы өтулердің өзарақатынасы мынада
негізделген: Uкб өзгеруі коллекторлы өту енінің өзгеруіне әкеп соғады,
демек база ені де осының салдарынан Iэ тоғының шамасы өзгереді. Uкб >0
кезінде база ені үлкееді, Iэ тоғы азаяды, ал қисықтар Iэ (Uэб) оңға
жылжиды. Барлық кіру статикалық сипаттамалары бір-біріне өте жақын
орналасатынын атап кету керек. Бұл транзистордың кіру тізбегінде ағатын
процесске Uкб кернеуінің әлсіз әсер етуіне көрсетеді. Сонымен қатар, кіру
статикалық сипаттамалар транзистордың кіру тізбегінде сигналдардың аса
тежелуіне әкеп соғатын маңызды сызықсыздығы болады.
[pic]
4.2 – сурет – транзисторды жалпы базамен (а) қосу сұлбасы және оның
кіру (б) және шығу (в) сипаттамалары
ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың шығу кернеуі база мен коллектор
арасындағы кернеу, шығу тоқ – коллектор тоғы, ал шығу статикалық
сипаттамасы - Iэ = const кезіндегі Iк (Uкб) жанұясы болып табылады. Шығу
статикалық сипаттамалар жанұясының түрі p-n өтуінің вольт-амперлі
сипаттамасынан байланысты, бірақ енді коллекторлы. Uкб >0 кезінде
транзистордың шығу тоғы өзінің жартылай өткізгішті кристаллдың
электроөтімділігімен анықталатын және өтудегі кернеуден аз байланыста
болатын, IкО коллекторлы өтудің кері тоғы болады. Uкб <0 кезінде
транзистордың шығу тоғы шамасы Uкб кернеуімен тікелей байланыста болатын,
ал тоқ Iк шығу кернеу кезінде тез ауысатын, коллекторлы өтудің тік тоғы
болып табылады. Электроникада биполярлы транзистордың шығу статикалық
сипаттамасын құру кезінде шығу тоғының дұрыс бағыт орнына коллекторлы
өтудің кері тоғын қабылдау көзделді, сондықтан шығу сипаттамалардың барлық
жанұясы бірінші квадрантта орналасады.
Uэб >0 кезіндегі өту арқылы үлкен тік тоқпен Iэ және Uэб <0 кезіндегі
кіші қайтымды тоқпен ерекшелінетін, Uэб =0 параметрі бар осы жанұяның
сипаттамасы p-n өтуінің кәдімгі вольт-амперлі сипаттамасын құрайды.
Транзистордағы эмиттерлі және коллекторлы өтулердің өзарақатынасы мынада
негізделген: Uкб өзгеруі коллекторлы өту енінің өзгеруіне әкеп соғады,
демек база ені де осының салдарынан Iэ тоғының шамасы өзгереді. Uкб >0
кезінде база ені үлкееді, Iэ тоғы азаяды, ал қисықтар Iэ (Uэб) оңға
жылжиды. Барлық кіру статикалық сипаттамалары бір-біріне өте жақын
орналасатынын атап кету керек. Бұл транзистордың кіру тізбегінде ағатын
процесске Uкб кернеуінің әлсіз әсер етуіне көрсетеді. Сонымен қатар, кіру
статикалық сипаттамалар транзистордың кіру тізбегінде сигналдардың аса
тежелуіне әкеп соғатын маңызды сызықсыздығы болады.
ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың шығу кернеуі база мен коллектор
арасындағы кернеу, шығу тоқ – коллектор тоғы, ал шығу статикалық
сипаттамасы - Iэ = const кезіндегі Iк (Uкб) жанұясы болып табылады. Шығу
статикалық сипаттамалар жанұясының түрі p-n өтуінің вольт-амперлі
сипаттамасынан байланысты, бірақ енді коллекторлы. Uкб >0 кезінде
транзистордың шығу тоғы өзінің жартылай өткізгішті кристаллдың
электроөтімділігімен анықталатын және өтудегі кернеуден аз байланыста
болатын, IкО коллекторлы өтудің кері тоғы болады. Uкб <0 кезінде
транзистордың шығу тоғы шамасы Uкб кернеуімен тікелей байланыста болатын,
ал тоқ Iк шығу кернеу кезінде тез ауысатын, коллекторлы өтудің тік тоғы
болып табылады. Электроникада биполярлы транзистордың шығу статикалық
сипаттамасын құру кезінде шығу тоғының дұрыс бағыт орнына коллекторлы
өтудің кері тоғын қабылдау көзделді, сондықтан шығу сипаттамалардың барлық
жанұясы бірінші квадрантта орналасады. Kiб = Iвых б / Iвх б =
Iк / Iэ = αIэ / Iэ = α < 1.
Демек, ЖБ-сы бар сұлба тоқ бойынша күшейтілуі болмайды.
[pic].
Rн / Rэб қатынасы кіру кедергісінен үлкен болғандықтан, ЖБ-сы бар сұлба
кіру кернеуін күшейте алады.
Қуат бойынша күшейту коэффициентін қуаттар қатынасы деп анықтаймыз
[pic].
Сонымен қатар, алынған өрнектен ЖБ-сы бар сұлба қуат бойынша кейбір
күшейтуге ие болатыны анық, себебі Rн / Rэб>α2 . Тоқ күшейткішінің
жоқтығы, қуат болйынша аз күшейту коэффициенті және де үлкен емес кіру
кедергісі осы сұлбаның қолдануын шектейді. Кішкентай кіру кедергісі
каскадты қосылуды орындауға мүмкіндік бермейді, себебі келесі каскадтың
кішкентай кіру кедергісі алдыңғы каскадтың шығуына шунтталған іс-әрекет
көрсетеді. Осының салдарынан, барлық күшейткіштің күшеюі төмендейді.
ЖБ-сы бар сұлбада транзистордың кіру кернеуі база мен эмиттер
арасындағы кернеуі, кіру тоқ – база тоғы, ал кіру статикалық сипаттамалары
– Uкэ = const кезіндегі Iб (Uбэ) жанұясы болып табылады. Бұл сипаттамалар
ЖБ-сы бар сұлбадағы кіру сипаттамаларына өте ұқсас, бірақ, біріншіден, база
тоғы эмиттер тоғынан h21 есе шамасында кем, сондықтан 5.3, б суретте
ордината осі бойынша масштабы 4.2, б суреттегі масштабтан h21 есе шамасында
артық. Екіншіден, кернеуді (Uкэ) үлкейткенде ток Iб азаяды.
ЖБ-сы бар сұлбада шығу кернеуі эмиттер мен коллектор арасындағы кернеу,
кіру тоқ – коллектор тоғы, ал шығу статикалық сипаттамалар – Iб = const
кезіндегі Iк (Uкэ) жанұясы болып табылады. Бұл шығу сипаттамалары ЖБ-сы бар
сұлба бойынша қосылған сол транзистордың шығу сипаттамаларынан
ерекшелінеді. Ерекшеліктері шығу кернеуі Uкэ транзистордың біруақытта екі
өтуіне қосылғанында және транзистор режимі Uкэ және Uбэ арасындағы
қатынасы салдарынан өзгеруінде негізделген. Осы кернеулердің («оң»
коллекторда және базада) Uкэ < Uбэ және бірдей қарама-қарсылық кезінде
транзистор шылыққан режимде болады, себебі эмиттерлі де, коллекторлы да
өтулерде түзу кернеу болады. Uкэ үлкейту кезінде коллекторлы өтуде кернеу
алғашында нөлге тең (Uкэ = Uбэ), ал сосын (Uкэ > Uбэ кезінде) кері
болады. Осында транзистор белсенді режимге көшеді.
[pic]
4.3-сурет - транзисторды жалпы эмиттермен (а) қосу сұлбасы және оның
кіру (б) және шығу (в) сипаттамалары
Шылыққан режимде транзистордың шығу тоғы коллекторлы өтудің тура тоғы
болып табылады және оның шамасы коллекторлы өтудегі кернеумен тік
байланыста болады, демек, ол Uкэ тәуелді. Белсенді режимде транзистордың
шығу тоғы, әдетте эмиттерден алынған электрондардың инжекциясымен
себептелген токпен анықталады, ал шығу статикалық сипаттамалардың
жанұясында жазық участок байқала бастайды. 5.3, в суретінде келтірілген
сипаттамалар жанұясына қарағанда, транзистордың шығу сипаттамаларының жазық
участоктары ЖЭ-сы бар сұлбада үлкен иілуге ие болады. Бұл ЖЭ-сы бар сұлба
бойынша қосылған транзистордың шығу статикалық сипаттамаларын алу барысында
Iб = const шартын орындау үшін Uкэ және Uбэ арасындағы қатынасын өзгерту
керектігімен байланысты.
Берілген сұлбада кіру тоқ Iвх э= Iб = Iэ(1-α) базалық тоқ болады, ал
шығу Iвых э= Iк = αIэ коллекторлы.
Кіру кедергісі жалпы базасы бар сұлбадағыға қарағанда екі ретке үлкен,
себебі
[pic].
Кіру кедергісін үлкейту әр каскады ЖЭ-сы бар сұлба бойынша жиналған,
көпкаскадты күшейткішті жинауға мүмкіндік береді.
ЖЭ-сы бар сұлба тоқ күшейткішіне ие
[pic].
ЖЭ-сы бар сұлбада кернеуді күшейту коэффициенті, ЖБ-сы бар
сұлбадағыдай:
[pic].
Бірақ, жалпы эмиттері бар сұлба күшейтуден басқа шығу кернеудің фазасын
1800 өзгертеді. ЖЭ-сы бар сұлба тоқ бойынша және кернеу бойынша күшейткішке
ие болғандықтан, ол аса үлкен қуатты күшейту коэффициентіне ие:
[pic].
Осыдан, бұл сұлба аса үлкен практикалық қолдануды алды.
Жалпы коллекторы бар сұлба 5.4-суретте келтірілген. Бұл схемада кіру
тоқ база тоғы болғандықтан, ал эмиттер тоғы коллектор тоғынан аз
айыралатындықтан, практикада бұл схема үшін жалпы эмиттері бар сұлба үшін
алынған сипаттамалар қолданылады.
Жалпы эмиеттері бар сұлбадағыдай, бұл схемада кіру тоқ база тоғы болып
табылады
Iвх вк = Iб = Iэ(1 - α ).
[pic]
4.4-сурет – жалпы коллекторы бар қосылу сұлбасы
Шығу тоқ Iвых к = Iэ эмиттер тоғы болып табылады. Жалпы коллекторы бар
сұлба тоқ бойынша аса үлкен күшейтуге ие:
[pic].
Жалпы коллекторы бар сұлбаның кіру кедергісі жоғарыда қарастырылған
сұлбалардың кедергілерінен аса жоғары:
[pic].
ЖК-сы бар сұлбада кернеу күшейткіші жоқ, себебі:
[pic].
Rн >> Rвх б, болғадықтан, К≈1 деп санауға болады. ЖК-сы бар сұлбаны
эмиттерлі қайталаушы деп атайды, себебі жүктеу эмиттердің тізбегіне
қосылған. Кернеудің күшейту коэффициенті бірге тең және шығу кернеуі фаза
бойынша кірумен беттеседі.
Эмиттерлі қайталаушыны жеке каскад арасындағы немесе күшейтудің
шығысы және оның жүктеуі арасындағы кедергілердің келісілген каскады
ретінде кең қолданады. жалпы коллекторы бар сұлбада қуат күшейтуінің
коэффициенті тоқ күшейту коэффициентіне тең:
[pic].
Қарастырғанымыздан, кез келген сұлбалар қосылуының қуат күшейткіші бар.
Бұл транзистордың белсенді ққұрал екенін нақтылайды.
Қазіргі уақытта биполярлы транзисторлар күшейткішті, қайтажанғышты
функциясын сәтті шешу көмегі бар көп таралған жартылайөткізгішті құрал
болып табылады.
Биполярлы транзисторлардың һ-параметрлері
Берілген кернеуден транзистордың кіру және шығу тоқтарының байланысын
сәйкесінше транзистордың кіру және шығу сипаттамалары деп атайды. Биполярлы
транзистордың кіру және шығу сипаттамаларының жанұяларында бірнеше сұлбалар
анализі кезінде артық болатын нақты ақпарат бар. Аз сигналад жұмыс істейтін
транзисторды сұлбаның элементі ретінде қарастырғанда, оны сұлбасы 4.5-
суретте көретілген төртполюст түрінде қарастырған жеңіл. Төртполюстінің
кернеуі мен тоғы өзара теңдеу жүйесімен байланысқан.
Осы теңдеулер коэффициенттері транзистордың қасиетін бейнелейді және
оның параметрлері болып табылады.
[pic]
4.5-сурет – төртполюс түрінде көретілген транзистордың сұлбасы
Биполярлы транзисторды аса ыңғайлы бейнелейтін тәуелсіз айнымалылар
ретінде кіру тоғы және шығу кернеуі таңдалған һ-параметр жүйесі болып
табылады:
U1 = h11 I1 + h12 U2
I1 = h21 I1 + h22 U2 ,
мұнда һ11 - кіру кедергіні сипаттайтын, кедергінің шамасы бар параметр
және кіруде кернеу өзгеруінің транзистор шығуында айнымалы тоқ бойынша
қысқа тұйықталу режиміндегі оның өзгеруіне әкеліп соқтырған кіру тоғына
қатынасын көрсетеді. Һ11 мәні шығудағы айнымалы тоқ бойынша қысқа тұйықталу
режиміндегі транзистордың кіру сипаттамасының еңкішімен анықталады;
һ12 – шығу және кіру тізбектер арасындағы ішкі кері байланысты
сипаттайтын өлшемсіз параметр және кіруде кернеу өзгеруінің айнымалы тоқ
бойынша кіру тізбегінде бос жүріс режиміндегі оның өзгеруіне әкеліп
соқтырған шығудағы кернеу қатынасын көрсетеді;
һ21 - шығу және кіру тізбектер арасындағы тоқ бойынша тура
байланысты сипаттайтын өлшемсіз параметр және шығу тоқ өзгеруінің айнымалы
тоқ бойынша шығу тізбегінің қысқаша тұйықталу режимінде оның өзгеруіне
әкеліп соқтырған кірудегі тоқ қатынасын көрсетеді. һ21 параметрі
транзистордың маңызды параметрлерінің бірі болып табылады.
һ22 – шығу өтімділігін сипаттайтын өтімділік шамасы бар параметр және
шығу тоқ өзгеруінің айнымалы тоқ бойынша кіру тізбегінің қысқаша тұйықталу
режимінде оның өзгеруіне әкеліп соқтырған шығудағы кернеу қатынасын
көрсетеді. Һ22 транзистордың кіру сипаттамасының еңкішімен анықталады.
Һ-параметрлерінің нақты мәндері транзисторды қосудың әртүрлі
сұлбаларына әралуан, сондықтан ЖБ және ЖЭ-сы бар сұлбаларда сәйкесінше «б»
немесе «э» индекстерін қосады. Биполярлы транзисторды қосу сұлбаларының аса
таралған түрі – ЖЭ-сы бар сұлба.
Һ-параметрлер биполярлы транзистордың анализ үшін ыңғайлы болатын
эквивалентті сұлбаларды құруға мүмкіндік береді.
Биполярлы транзистордың қасиетін анықтайтын негізгі сипаттамалар оның
статикалық сипаттамалары болып табылады. Бірақ, бұл сипаттамаларды
қарастырмастан, келесіні байқау қажет:
1) Транзисторда ағатын прцесстер оның кіру тоқтарымен анықталады. Бұл
тоқты табу үшін Iвх (Uвх) қатынасын білу керек. Себебі
транзистордың кіру тоғы тек қана кіру емес, шығу кернеуіне
байланысты. Транзистордың толық сипаттамасы үшін екі статикалық
сипаттаманың жанұясы болуы керек: кіру және шығу.
2) Транзистордың статикалық сипаттамасының түрі оның қосылу сұлбасына
байланысты. Демек, кез келген қосылу сұлбасы кезінде транзисторда
физикалық процестер өзгермейді, бірақ кіру және шығу шамалары
елеулі өзгереді.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1.Биполрлық транзистордың шартты белгіленуі
2.Биполярлық транзистордың ВАС
3.Биполярлық транзистордың өрістік транзистордан айырмашылығы
12-дәріс.
Тақырып. Өрістік транзисторлар.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Өрістік транзисторлар, түр өзгешілігі және құрылғысы
Өрістік транзистор – бұл күшейткіш құрамы негізгі тасушының ағынымен
көрсетілген, өткізгіш арна арқылы өтетін және электр өріспен басқарылатын
жартылай өткізгіш аспап. Өрістік транзистордың жұмысы бір типті ғана
тасушыларды қолдануға негізделген – негізгі, сондықтан оларды униполярлы
деп атайды.
Арнаға заряд тасушылар кіргізетін электрод кіріс (К) деп аталады;
арнадан заряд тасушыларды шығаратын электродты шығыс деп атайды; арнаның
көлденең қимасын реттеуге арналған электрод, - қақпа (Қ).
Электрлік өріс арқылы жартылай өткізгіштегі тоқты басқару үшін жартылай
өткізгіш қабатының өткізу ауданын немесе оның меншікті өткізгішін ауыстыру
қажет. Өрістік транзисторларда екі әдісі қолданылады және сәйкесінше екі
түрге айырады: басқарушымен р-n - өткізгішті транзистор және жекеленген
қақпасымен транзистор.
Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистор – бұл қақпасы р-n -
өткізгіш арнадан электрлі қатынаста бөлінген кері бағытта араласқан
өткізгіш транзистор.
Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистор негізгі элементтері
(сурет 5.1,а) n- типті жартылай өткізгішті пластина (1), р- типті жартылай
өткізгішті екі жақтан қойылған қабат (2) болып табылады. n-типті жартылай
өткізгішті пластинаның кесігінде және р- типтің екі аумағында омдық
байланыс жалғанған металлды пленка қойылған, ал р- типті екі қабат өзара
байланысқан. р- типті екі қабатпен құрастырылған электрод қақпа (5) деп
аталады. Содан электрондар қозғалатын n-типті жартылай өткізгішпен
қосылатын электродтардың біреуі кіріс (3) деп аталады, ал электрондар
соған қарай қозғалатын электродтар – шығыс (4). Әр түрлі типті электр
өткізгіштермен жартылай өткізгіштер арасында екі электронды-тесікті
өткізгіш пайда болады. Екі р-n - өткізгіштер арасында орналасқан n- типті
жұқа қабатты жартылай өткізгіш өткізгіш арна деп аталады.
Кіріске теріс (n-арна үшін), ал шығысқа оң кернеуді қосқанда (сурет
6.1,а) кірістен шығысқа электрондардың қозғалысымен құрылатын, яғни
зарядтың негізгі тасушыларымен арнада электр тоғы пайда болады. Электронды-
тесікті бойлай өтетін (ал биполярлық транзисторларда сияқты өтетін
аралықтардан емес) заряд тасымалдаушының қозғалысы өрістік транзистордың
өзіндік ерекшелігінің біреуі болып табылады. Арна мен қақпа арасында
құрылатын электрлік өріс арнада заряд тасымалдаушының тығыздығын, яғни
ағынды тоқтың шамасын өзгертеді.
[pic]
Сурет 5.1 – Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистордың
құрылымы және шартты белгіленулері
Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистордың биполярлы
транзисторлар алдындағы негізгі артықшылығы жоғарғы кіру кедергісі, аз шу,
дайындау оңайлығы, ашық транзистордың кіріс және шығыс арасындағы қалдық
кернеуінің ашық қалпында жоқ болуы болып табылады.
Жекелеген қақпасымен өрістік транзистор – бұл қақпасы арнадан
диэлектрик қабатымен электрлік қатынаста бөлінген өрістік транзистор.
Жекеленген қақпасымен өрістік транзистор электр өткізгіштіктің қарама-
қарсы типімен екі аумағы құрылған жартылай өткізгіштің біршама үлкен
меншікті кедергісімен пластинадан тұрады (сурет 5.2). Бұл аумақтарға
металдық электродтар – кіріс және шығыс қойылған. Кіріс және шығыс
арасындағы өткізгіштің беті диэлектриктің жұқа қабатымен жабылған, әдетте
кремний оксидінің қабатымен (SiO2). Диэлектрик қабатына металдық электрод –
қақпа қойылған. Сонда металдан, диэлектриктен, жартылай өткізгіштен тұратын
құрылымды аламыз. Сондықтан жекеленген қақпасымен өрістік транзисторларды
жиі МДЖ-транзисторлар (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) немесе МОЖ-
транзисторлар (металл-оксид- жартылай өткізгіш) деп атайды.
МДЖ-транзисторлар
МДЖ-транзисторларының екі түрі бар: индуцировалы және орнатылған
арналармен.
n-арнамен р-типті жартылай өткізгіш негізінде орындалған МДЖ-
транзисторының құрылымы сурет 5.2-де көрсетілген. МДЖ-транзисторының жұмысы
өріс әсеріне, яғни жартылай өткізгіштің үстіңгі аумағының өткізгіштігін
үстіңгі потенциал арқылы өзгерту мүмкіншілігіне негізделген. Тоқ өтетін
өткізу қабат арна деп аталады. Мұндан транзисторлар тобының тағы бір атауы
– арналық транзисторлар. Жартылай өткізгіштің көлемінің және жекеленген
электродтрадың (қақпамен) арасында потенциалдар айырымын жасағанда жартылай
өткізгіштің бетінде жартылай өткізгіштің қалған көлемінде концентрациядан
өзгешеленетін, - қақпада кернеуді өзгертіп, кедергісімен басқаруға болатын
арнасы бар заряд тасушылар концентрациясымен қабат пайда болады.
Өріс әсерін туғызатын металдық электродты қақпа (3) деп атайды. Қалған
екі электродты кіріс (К) және шығыс (Ш) деп атайды. Негізінде бұл
электродтар қайырылады. Кіріс – бұл өткізгіш арна арқылы заряд тасушылар
қосылатын электрод. Шығыс – бұл заряд тасушылар шығаратын электрод. Қақпа –
электр сигнал берілетін электрод. Оны өткізгіш арнада кірістен шығысқа
өтетін тоқ өлшемін басқару үшін қолданады. Егер арна n-типті болса, онда
жұмыстық тасушылары – электрондар және шығыс қарама-қарсылығы оң. Кірісті
әдетте подложка деп атайтын жартылай өткізгіш негізімен қосады (ІІ).
Өрістік транзисторлардың схематикалық белгіленуі сурет 5.3-те көрсетілген.
[pic]
Сурет 5.2 – n-арнасымен МДЖ-транзисторының құрылымы
[pic]
Сурет 5.3 – МДЖ транзисторларының шартты белгіленуі
Өрістік транзисторлардың негізгі құрамы және тағайындалуы
Басқарушы р-n-өткізгішті өрістік транзистордың жұмысы негізінде өткізу
арнасының көлденең қиманың ауданын өзгерту ойы жатыр. р-n-өткізгіште
керену нольге тең болғанда, өткізу арнасының көлденең қимасының ауданы
максималды, ал кіріс пен шығыс арасындағы электрлік кедергі минималды. Егер
қақпаға сыртқы кернеуді Uзи сондай полярлықпен екі өткізгіш те кері
кернеуде араласқан болу үшін қандай да өткізгіш арнаның көлденең қимасының
ауданын азайтады, онда өткізу арнасында қосылған қабат (жекелік қабаты)
пайда болады. Бұл аранда электрлік кернеудің өсуіне әкеп соғады, демек,
транзистордың кірісі мен шығысының өсуіне. Uзи кернеуін өзгерткенде
өткізгіш арнаның электрлік кедергісін реттеуге болады.
Егер кіріс пен шығыс арасындағы сыртқы кернеуді Uси (кірісіне
«минуспен») жеткізсек, онда потенциалдар айырымының ықпалымен n-типті
жартылай өткізгішті пластинада электрондардың шығыс тоғын Ic тудырып кернеу
Uзи де, сондай-ақ Ucи де басқаруға болатын кірістен шығысқа бір орында
қалқып тұруы басталады. Ucи кернеу бар болғанда аранлар потенциалы шығыс
және кіріс соңдарында әр түрлі болады. p-n өткізгіште кернеу кіріс соңында
|Uзи|-ге, ал шығыста - |Uзи| +|Ucи|-ға тең, сондықтан шығыс соңындағы
біріктіру аумағы кірістікінен кеңірек болады (сурет 6.1). Кейбір кері
кернеулер үшін Uзи екі p-n-өткізгішті қабатты беттестіруге болады,
арнасының көлденең қимасының ауданы нольге тең болады, арнаның кедергісі –
шексіздікке тең болады, ал тоқ Icи – нольге тең (транзистор жабылады).
Сол кезде транзистор жабылатын қақпа мен кіріс арасындағы кернеуді
бөлік кернеуі Uзи отс деп атайды.
Егер қақпаға кері кернеу Uзи< 0 берсек, онда негізгі емес заряд
тасушылар электрондар қақпаға қойылған аумақтан ығыстырылған болады және
қақпаның астына қойылған аумақ тесіктермен қамтамасыз етілетін болады;
бірақ жағдай қатты өзгермейді: екі кезедескен қосылыс р-n- өткізгіштер
қалады, тоқ Iси = 0. Егер де қақпаға оң ығысу Uзи> 0 ығысу берсек, онда
басында қосылған қабат пайда болады (негізгі тасымалдаушы тесіктер қақпа
асты аумағынан шығарылады және негізгі емес заряд тасымалдаушылар
электрондар тартылады). Кернеу өскен кезде қақпада негізгі емес
тасушыладың электрондардың концентрациясы өте тез өсе батайды, ал
тесіктердің концентрациясы азаяды және Uзи > Uпор анықталған жағдайда
электрондыға тесікпен электрөткізгіш типінің өзгеруі пайда болады (өткізу
типінің инверсиясы пайда болады) – электрондардың инверсиялы қабаты пайда
болады, яғни кіріс пен шығыс аумағын қосатын n-типті өткізгіштік өткізу
арнасы. Мұндай арна индуцированный деп аталады. Қақпаның потенциалы
өзгергенде аранда оның өткізгіштігін өзгертіп қозғалмалы заряд
тасымалдаушылардың саны модульденеді, ал егер Uси келтірілсе, тізбектегі
тоқ кіру – шығуына қатысты. Шығыс Iс тоқ шығыс Uси және қақпа Uзи
потенциалына тәуелді. Бұл МДЖ – транзисторларының жұмыс тәртібі болады.
Кіру тоғы (қақпа тізбегіндегі тоқ) өте кішентай (бұл тоқ диэлектр арқылы
) болғандықтан, ал шығу тоғы маңызды болады, сонда қуат күшеюі де маңызды,
биполярлық транзисторларға әлдеқайда үлкен, мұндай транзистордың кіру
кедергісі 1010 ÷ 1014Ом бола алады.
Теңсалмақты күйде тұрмайтын және сыртқы кернеудің әсерінен пайда
болатын өткізгіш арна индуцировалданған деп аталады. Индуцировалданған
арнаның қалыңдығы мүлдем өзгермей деугу болады (1-5 нм), сондықтан оның
өткізгіштігінің модуляциясы концентрация тасушылардың өзгерісімен
көрсетілген.
Өткізгіш арна пайда болатын қақпадағы кернеу табалдырықты кернеу деп
аталады және Uпор деп белгіленеді. Егер n-типті подложканы таңдасақ, ал
шығу және кіру аумақтарын р-типті қылсақ, онда индуцировалданған р-арнамен
МДЖ-транзистор пайда болады. Табалдырықты және жұмыс кернеудің кері
полярлық сыйпаттамасы үшін: Uпор<0, Uзи<0, Uси <0. Табалдырықты кернеудің
мәндері Uпор=0,5÷3,5 В шектерде жатады деуге болады.
Транзисторлардың n және р-арналарымен үлестіруі қолданылатын электрлі
сұлбаларды биполярлы транзисторлармен жағдайдағыдай комплементарлы сұлбалар
деп атайды.
Арнаның пайда болуын жеңілдету үшін және кіріс және шығыс өткізгіштің
жару кернеуін үлкейту үшін МДЖ-транзисторының табалдырығын үлкен менішікті
кедергімен материалдан жасауға тырысады.
Негізінде МДЖ-транзисторларының n және р-аранларымен жұмыс
механизмдері және қасиеттері бірдей. Бірақ кейбір айырмашылықтар бар.
Біріншіден, n-арналы транзисторлар тезірек жұмыс істейді, себебі олардың
жұмыс тасушыларының – электрондарының қозғалысы тесіктерге қарағанда
шамамен үш есе жоғары. Екіншіден, n және р-араналы транзисторларда тепе-
теңдік күйінде үстіңгі қабатының құрамы әр түрлі болады және бұл
табалдырықты кернеудің өлшемінде көрсетіледі.
Кездескен арналарымен МДЖ – транзисторларында өткізгіш арнаны электрлік
өріс арқылы емес, технологиялық жолмен жасайды. Бұл жағдайда біз, сондай-ақ
артығырақ кең мәндер инитервалында Uзи қақпадағы кернеумен бұл арнаның
өткізгіштігімен басқарамыз, сондықтан мұндай арна қақпадағы нольдік
кернеуде де қолданылады. Ішіне жасалған арнамен МДЖ–транзисторлары үшін
табалдырықты кернеудің орнына бөлшек кернеуінің шамасын енгізеді.
Бөлшек кернеуі – бұл ішіне жасалған өткізгіш арна жоғалғандағы және
тізбектегі кіріс-шығыс тоқ нольге ұмтылғандағы қақпадағы кернеу. Ішіне
жасалған арнасымен транзисторлар қақпадағы екі полярлықта да жұмыс істейді:
теріс полярлықта арна тасымалдаушылармен кемиді (n-арналы транзистор үшін)
және шығыс тоқ азаяды, оң полярлықта арна электрондармен көбееді (n-арналы
транзистор үшін) және тоқ өседі. р-арналы транзисторлар үшін полярлықтар
қарама-қарсы. Ішіне жасалған арнаны әдетте иондық легирлеу арқылы жұқа
үстіңгі қабат түрінде істейді.
Негізгі жартылай өткізгішті пластиналар ретінде барлық өрістік
транзисторларда n-типті және p-типті жартылай өткізгіште пайдалану мүмкін.
Өрістік транзисторлар түр өзгешелігі алты түрі болуы мүмкін. Сондықтан n-
және p- типті өрістік транзисторларды ажыратады. Өрістік транзисторларды
топтық шығу статикалық сипатамасы ең жеткілікті жұмысын суреттейді (5.2
сурет), өрістік транзисторлардың барлық типтеріне бірдей пайдалы.
[pic]
Сурет 5.4 – Тразиторлардың статикалық ВАС:
р-n-өтуі өрістік басқаруымен (а) МДЖ индуцияланганымен (б) және ішіне
жасалған (в) арнамен
Егер кернеу Uси=0, онда жартылай өткізгіштің үсті эквипотенцияльды,
өрісте диэлектрик біркелікті және құрылған арнаның қалыңдығы барлық
аралықта бірдей болады. Кернеудің аз ғана мәнінде шығыс тізбектегі ток
сызықты жоғарлайды (тік аймақты тәуелділік). Әрі қарай жоғарлауы ондағы
кернеу есепке алу керек, потенциал үсті крістен шығысқа қарай жоғарлайды.
Демек, потенциалдар айырмашылығы қақпа мен үстінгі шығыстың бағыты кемиді.
Сәйкесінше диэлектрдегі өрістің қауыртылығы және арнадағы электрондар
меншікті заряды кемиді. Сондықтан арнаның қимасы жақын аймақтағы шығысы
қысылады, яғни инверсионды қабат немесе арна жоғалайын деп және шығыс тогы
тұрақты шамаға ұмтылады, кернеуден шығысқа тәуелді емес.
Шығыста критикалық кернеу кезінде, негізінде кернеуді қаныққан деп
айтады, потенциалдың айырмашылығы қақпа мен шығыстың үстінгі аймағы нөлге
тең болады. Бір уақытта диэлектрикте өріс қауыртылықғы және арнадағы
меншікті заряд тасушы сол нүктеде нөлге тең болады. Басқаша айтқанда
арнаның мойыны құрылады.
Қаныққан кернеудің түрі:
Uси нас=Uзи-Uпор
Uси>Uнас кернеу кезінде арнаның қысқаруы болады; ал потенциал “мойыны”
шығыс аймағында Uнас мәні сақталады, басында айтқандай қаннықан. Арнаның
мойыны құрылғаннан кейін жұмыс тізбегінде ток кернеуден байланыспай қалады,
ал шығыста токтың қанығуы басталады (осыдан кернеу атауы Uнас), яғни
қаныққан кернеу дегеніміз бұл кернеу шығыс пен кірістің арасындағы сондай-
ақ тізбктегі шығыс тогы өзгертілуі пайда болады (қанығады).
Ары қарай шығыс-кіріс кернеудің жоғарлауы транзистор аралығындағы
байланыс тогы күрт өседі.
МДЖ-транзистордың әр түрлі типтегі шығу сипаттамасының ерекшелігі Uзи
= 0ыңғайлы сипаттамасымен бекітіледі. МДЖ-транзисторда бұл сипаттама
арнаның ішінде топ ортасында болады. Оның жоғарғы сипаттамасында үйлесімді
басып озу тәртібі жүреді, ал төменде - қосу тәртібі.
Келтірілген жоғарғы сипаттама МДЖ - оларды подложкалар (П) шығыспен
байланысқан кезде, транзисторлар әділетті мынадай жағдайда.Подложкаларды
транзистордын өткізгіш арнасында токпен басқаратын кернеуден, қосымша
электрод ретінде қолдануға болады. Бұл жағдайда подложканы астынғы қақпа
деп атайды. Арнаның механикалық бағыттаушы тоғы тура сондай сияқты
қақпадағы бағыттаушы кернеумен, ал топтық сипаттамасында Iс(Uси) Uпи =
const сондай түрінде, Iс(Uси) Uзи – const сыйпаттамасы болады.
характеристика.
Өрістік транзисторлардың негізгі шамалары: сипаттаманың тіктігі S,
күшейту коэффициенті μ ішкі кедергі Ri.
Крутизной характеристики полевого транзистора называют отношение
изменения тока стока к вызвавшему его изменению напряжения на затворе при.
Өрістік транзистордың сипаттамасының тіктігі деп S шығыс тоғының
өзгеруінің оның өзгеруіне әкелген Uси = const болғанда қақпадағы
кедергісіне қатынасын айтады
S = (dIc/dUзи)|Uси = const
Өрістік транзистордың күшейткіш коэффициенті μ деп S шығыс тоғының
өзгеруінің оның өзгеруіне әкелген Iс = const болғанда қақпадағы
кедергісіне қатынасын айтады
μ = (dUси/dUзи)|Iс = const
Өрістік транзистордың ішкі кедергісі Ri деп S шығыс тоғының өзгеруінің
оның өзгеруіне әкелген Uзи = const болғанда қақпадағы кедергісіне
қатынасын айтады
Ri = (dUси/dIс)|Uзи = const
Өрістік транзистордың күшейткіш коэффициенті, сипаттамасының тіктігі
және ішкі кедергісі өзара арақатынаспен біріктірілген
μ = S Ri
Температура өскенде тіктігі де, табалдырықты кедергісі де азаяды, оның
үстіне бұл шамалардың азаюы тоққа кері бағыттарда әсер етеді. Тоқтың олар
теңесетін Ic мәндері бар. Бұл тұрақты мәнді ауыспалы тоқ деп атайды.
Ауыспалы тоқтың бар болуы – МДЖ–транзисторлардың маңызды ерекшелігі; ол
жеңіл жолмен – жұмыс тоқты алумен температуралық тұрақтандыру мүмкіншілігін
қамтамасыз етеді
Өрістік транзисторлардың сипаттамаларының жұмыс аумағы қазіргі заманғы
өрістік транзисторлар үшін S = 0,3...30 мА/В, ал Ri бірнеше мегаом құрайтын
динамикалық теңдік аумағы болып табылады. Өрістік транзисторлардың маңызды
еркшеліктері олардың өте үлкен кіру кедергілері (1015 Ом-ға дейін) және
шекті жиілігі (1 ГГц-қа дейін) болып табылады.
Қосу сұлбалары. Статикалық сипаттамалары және шектері.
Электронды сұлбаларда қолдану ерекшеліктері
Биполярлық транзисторларға ұқсастығына қарай тұрақты потенциал
нүктесіне қандай электрод қосылғанына байланысты қосу сұлбаларын үшке
бөледі: кірісті, шығысты және қақпалы.
Ортақ кіріспен сұлба
Ортақ кіріспен сұлба (сурет 5.5) биполярлы транзисторлар үшін ортақ
эмиттермен сұлбаға сай келеді.
[pic]
Сурет 5.5 – Ортақ кіріспен өрістік транзистордың қосылу сұлбасы
Айырмашылығы диод қақпа-арна жабулышы бағытта қосылған болады. Бұл
жағдайда кіріс тоқ нольге жақын, ал кіріс кедергісі өте үлкен болады.
Сұлбаның анализі үшін алдыңғы бөлімде биполярлық транзисторлар үшін алынған
нәтижелерге қайтып оралуға болады. Транзисторлардың сипаттамаларын және
кіші сигналдардың шамаларын салыстыру келесі сәйкестік кестесін береді:
IК » IС
IЭ » IИ
IБ » IЗ ≈ 0
Ортақ кіріспен сұлба үшін күшейткіш коэффициентінің максималды шамасы A
= -S = -μ құрайды.
Күшейткіш коэффициенті 0,1IСИ < IС < IСИ аралықта шығыс тоқтан
тәуелсіз деуге болады және n- арналы өрістік транзисторлар үшін 100-ден
300-ге дейін құрайды. p-арналы өрістік транзисторлар үшін бұл өлшем шамамен
екі есе кіші. Сонымен, өрістік транзисторлардың максималды күшейту
коэффициенті биполярлы транзисторлардың максималды күшейту коэффициентінің
шамамен оныншы бөлігін құрайды.
Сызықты емес қателіктердің коэффициенті, биполярлы транзисторларда
сияқты кіру амплитудасына пропорционалды, бірақ ол жұмыс нүктесінің
орналасуына тәуелді. Ол √IC шамаға кері пропорционалды.
Бұл коэффициент 1%-дан кіші болу үшін, кіру сигналдың амплитудасының
шамасы 66мВ-тан үлкен болмау керек. Каскадтың кернеумен күшейткіш
коэффициенті 20-ға тең болған кезде, шығу сигналдың амплитудасы шамамен 1,3
В-ті құрайды. Бұл өлшем ұқсас қосу сұлбамен биполярлы транзисторлардан
әлдеқайда үлкен .
Өрістік және биполярлық транзистордың шулық сипаттамасының айырмашылығы
маңызды. Өрістік транзисторда шулы тоқ биполярлыққа қарағанда біршама аз,
онда шудың кернеуі сияқты бағыттаушы p-n-өткізгіш транзистор үшін маңызды,
тәртіп мәні бір немесе сондай болады.
МЖЖ-транзисторда шулық фактор I/f 100 кГц тәртіп жиілігінің
басталуынан байқалады. Сондай үлгімен МЖЖ-транзисторлар аз жиілікті аумақта
өрістік транзисторлар бағыттаушы p-n-өткізгіштен «шулауы» біршама күшті,
сондықтан оны тек қана жоғарғы жиілікті аз шулайтын мақсаттағы
құрылғыларды қолданылады.
Жалпы қақпамен сұлбасы
Ереже бойынша өрістік транзистордың жалпы қақпамен сұлбасы үшін тіпті
ұқсамайды, осыдан осы қосылыста қақпа-кіру транзистордың тізбегінің
құрамына жоғарғы омдық қолданылмайды.
Жалпы шығыспен сұлбасы (кірулік қайталану).
Жалпы кіріспен сұлбасына қарағанда жалпы шығыстың сұлбасы біршама
жоғарғы кіру кедергіге ие болады. Көпшілік жағдайдың бірінде ол қаншалықты
үлкен болса да және жалпы кіру сұлбасы үшін де бұл маңызды мән берілмейді.
Бұндай сұлбаның артықшылығы каскадтың кіру сыйымдылығын елеулі азайтудан
тұрадады. Ерекшелігі эмиттерлік қайталанудан шығу кедергісі сигнал
көзіндегі төменгі кедергіден қайталануы әсер етпейді.
Күшейткіш коэффициенттің және кіріс қайталағыштың шығу кедергісінің
типтік мәндерін сандық мысалмен дәйектеуге болады. Транзистордың
сипаттамасының 5 мА/В тіктігі және кіріс тізбегінің кедергісі RИ=1кОм
кезінде
Бұл мысалдан кіріс қайталағыш эмиттерлі қайталағыштағыдай сондай кіші
шығыс кедергі шамаларын ала алмайтындығын көреміз. Мұның себебі өрістік
транзисторлардың биполярлық транзисторларға қарағанда тіктігінің аз болуы.
[pic]
Сурет 5.6 – Өрістік транзистордың жалпы шығыспен қосылу сұлбасы
[pic]
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Өрістік транзистордың биполярлықтан айырмашылығы қандай?
2. Өрістік транзисторды қандай параметрлер сыйпаттайды?
3. МДЖ және МЖЖ транзисторлар дегеніміз не?
4. Өрістік транзистордың бағыттаушы р-n-өткізгішпен негізгі жұмысы
қандай?
5. Өрістік транзистордың қосылуының негізгі сұлбасы
13-дәріс.
Тақырып.
Тиристорлар.
Дәріс сабағының құрылымы:
1. Жұмыс істеу принциптері.
Тиристордын тоғы транзистормен екінші транзистормен эмитторлерінің
тоғына тен немесе транзисторлардың коллекторінің тен болатындығы төменгі
берілген.
Мында
I=Iэ1= Iэ2= Iк1+ Iк2= α1 Iэ1+945;2 Iэ2 + Iк0 + β2 Iу=I(α1 + α2)+ Iк0 +
β2 Iу
- α1 и α2 - транзисторлардың эмитторлардың тасмалдау коэфициенттер;
- Iк0 - коллекторлық аусуларының жылу тоқтарының қосындысы;
- Iу - басқару тоғы;
- β2 - екінші транзистордын тоқ бойыншы күшейту коэффициенты.
Ақырында тиристор арқылы өтетін тоқ үшін мынадай өрнек аламыз:
[pic]
Мында α - 2 транзистордің эмиттірліқ тоқтарын тасмалдау
коэффициенттірінің қосындысы.
Тиристордың волт-амперлік сипаттамасы (ВАС)
Суретте (6.1) тиристордың ВАСы берілген. Iy=0 U>Uвкл тиристор арқылы
өтетін өте аз болады (I < Iвкл).
Егер ( I > Iвкл; U > Uвкл) тиристордың кедергісі теріс мән қабылдайды
яғни dU/dt <0.
Тиристордың басқаратын тармағына сырттан көрмеу беру арқылы одан тоқтын
өту өтпеун реттеуге болады. Басқаратын тоқтын шамасы белгілі бір мәннен
асқаннан кейін тиристордың вольтамперлік сипаттамасында оның терісмәнді
электр өткізушілеріне сайкесті бөлік пайда болады. Тиристор кәдімгі шала
өткізгуштен жасалған диодқа айналады.
Егер тиристордан өтетін тоқ белгілі бір шамадан кіші болса, онда
тиристор мына ... теристор жабылады.
[pic]
Суретте 6.1 - Tиристордың ВАСы
Тиристордың негізгі сипаттамалары:
- Uвкл - тиристордың ашылуына сәйкестік кермеу ;
- Iвкл - тиристордың жабық куйіне сәйкесті тоқтын ең үлкен мәні;
- Iвыкл - тиристордың ашық куйіне сәйкесті тоқтын ең аз мәні ;
- Uост - тиристор тағы қалдық кернеу ;
- Iмакс - тиристор арқылы өтетін ең үлкен тоқ күші;
- Uобр макс - тиристорға түсірілетін кері бағыт тағы кернеудін ең
үлкен мәні;
- Iсп - тиристорда ашатын басқару тоғынын мәні.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Денистор мен тиристордің айырмашылықтары.
2. Диоттың торабақтағы және керібағыттардағы ең улкен тоқтар
нелермен анықталады?
3.Тиристор былай жұмыс істейді.
4.Тиристордың волт-амперлік сипаттамасы (ВАС)
14-дәріс.
Тақырып. Күшейткіштер.
Дәріс сабағының құрылымы:
1.Интегральды операциялық күшейткіштер
1. Операциялық күшейткіштер - конструкциялық жағынан біртұтас
жасалатын, өте кішкене көлемді, жоғары сапалы, жоғары стабилді, жиілік
бойынша кең ауқымды, өте үлкен күшейту коэффициенті бар тұрақты тоқ
күшейткіштері. Сонда-ақ, операциялық күшейткіш – шала дифференциялдық
касакдтардан тұратын күрделі көп каскадты электрондық құрылғы .
Осы күшейткіштердің атауы алғашқыда оларды мтематикалық операциялар:
қосу, алу, көбейту, логарифмдеу және т.б. амалдар жүргізуге қолданудан
туған . Қазіргі кезде операциялық күшейткіштер унивесалдық құрылғылар болып
табылады, олар генератор схемасын , активтік филтрлерді, телевизия
элементтерінің сұлбаларын құруға кеңінен қолданылады.
ОК шартты белгісі:
[pic]
Сүрет.1. Операциялық күшейткіштің шарты белгіленуі
UВЫХ = KU ( (UВХ1 - UВХ2) (1)
онда 1-инверстейтін кіріс, 2 – инверстемейтін кіріс.
Екі кірісі бар және бір шығысы бар.Егер қосқыш , «+» белгіленген, жермен
қосылған болса, ал кіріс сигналы «-» белгісіне қосылғанда , кіріс пен шығыс
арасындағы фаза инверстеледі. Сондықтан қысқыш, «-» белгіленген,
операциялық күшейткіштің кірісі инверсті боладықтан оны біз инверсті
күшейткіш деп атаймыз. Ал керісінше болса, «-» егер қысқыш жерге қосылған
болса, сигнал «+» қысқышқа қосылған болса, онда кіріс пен шығыс арасында
фаза инверстелмейді. Сондықтан «+» қысқышты, инверстемейтін күшейткіш
дейміз.
Идеалды операциялық күшейткіш келесі қасиеттерге ие. .
- ОК тарату коэффициентті кері байланысы жоқ, шексіздікке тең;
- кіріс ток нөлге тең ;
- нөлдің ығысу кернеуі мен ығысу тогы ОК шығысында нөлге тең;
- ОК кіріс кедергісі шексіздікке тең ;
- ОК шығыс кедергісі нөлге тең.
ОК негізгі параметрі:
- Кк күшейткіш коэффициенті ОК болмағанда ,бұл өсімшені кіріс кернеуге
(тоққа) шақырған кезде, шығыс кернеудің өсімшесінің қатнасы тең болады.
- Кіріс ығысу кернеуі Uығыс- бұл күшейткіштің шығысында 0-дік кернеу
болуы үшін оның кірісіне берілуге тиісті тұрақты кернеу.
- Ксин.бос – синфазалық кіріс кернеудің бәсеңдеу коэффициенті- қайта-қайта
шақыратын шығыс кернеудің өсімшесі, кіріс кернеуге синфазалық кіріс
кернеудің өсімше қатнасына тең.(Ұқсас полярлығы бар кіріс кернеуді қосу
немесе фаза бойынша екі сәйкес келетің сигналдарды синфаза дейміз).
- Rкір кіріс кедергісі ( кіріс шықпалар арасындағы кедергі) берілген
сигнал жиілігінің мәні бойынша, оның кіріс кернеуінің өсімшесі , кіріс
тоқты құрайтын активті өсімше қатнасына тең болады.
- Орташа ығысу кернеуінің температуралық дрейфі Q = (Uсм / (Т;
- Берілген шығыс кернеу мәні нәтижесінде , кіріс ток Iкір кіріс тоқтардың
орташа арифметикалық мәні болып анықталады;
- ОК кірісі арқылы ағатын , кіріс тоқтардың айырымы ( Iкір , тоқтардың
мәндерінің айырымына тең болады;
- Бірлік күшейткіштің жиілігі-бұл жілікте ОК күшейту коэффициентінің
модулі бірлікке тең:
(((f)( = 1;
- Rшығ шығыс кедергісі , берілген сигнал жиілігінің мәні бойынша, оның
шығыс кернеуінің өсімшесі , шығыс тоқты құрайтын активті өсімше
қатнасына тең болады.
- Шекаралық жиілік- синусоидалы сигналдың максималды жиілігі.;
- Максималды дифференциалды кіріс кернеу – бұл схемада ОК кіріс арасында
берілетің кернеу,
дифференциалды каскадтың транзисторларының бұзылмауына керек;
- Шығыс кернеудің максималды өсу жылдамдығы – тік бұрышты пішіні бар
максималды кіріс кернеудің импульсі әсеінен, ОК шығыс кернеудің
кішігірім өзгеру жылдамдығына тең болады;
- Шығыс кернеуді белгілеу уақыты tбел. – салыстырмалы қателіктің рауалы
мән шамасына кіріс
кернеудің секіруінен кейін болатын аралықтағы уақыт.
ОК аналогты сұлбалары:
[pic]
Инверстейтін күшейткіш
Бұл сұлба практикада жиі қолданылады.Кері байланыстың тізбегің бұл
жағдайда R1 резисторы көрсетеді, шығыс сигналдың жиілігін кері кіріске
беру үшін қызмет атқарады.Бұл фактыда, резистор инверстейтің кіріспен
жалғанған, кері байланыстын теріс сипаттын көрсетеді. Кіріс сигналы R2
резистор арқылы ОК инверсті кірісіне беріледі.
Сұлба көрсеткіштерің анықтауға болады, 1 түйін үшін тоқтың теңдеуімен
қодануға болады. Егер қабылданған болса Rкір = ∞ и Iкір = 0, то Iкір =
Iкб,
қайдан (Uкір- U0)/ R1= -( Uкір- U0)/ Rкб, мұнда Кк= ∞ кірістің кернеуі U0=
0, сонда Uкір/ Rкб = - Uкір/ Rкб. Егер Кк= Uшығ / Uкір,
сонда Кк= - Rкб / R1. Сондықтан U0 → 0, то Rкір = R1. Күшейткіштің шығыс
кедергісі Rшығ= (Rшығ(1+Rос / R1)) / Кк.
Инверстемейтін күшейткіш. Инверстемейтін күшейткіште кернеу бойынша
тізбекті теріс кері байланыс бар, ол инверсті кіріске беріледі, кіріс
сигнал ОК инверстемейтін кіріске беріледі.
Uкір= Uшығ (R1 / (R1+ Rкб)), қайдан Кк = 1+ (Rкб / R1).
[pic]
Кернеу мен тоқты түрлендіру сұлбасы.
Кернеуді қайталағыш
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Интегральды операциялық күшейткіштерге анықтама беріңіз.
2. ОК қалдық сипаттамасын түсіндіріңіз.
3. ОК негігі параметрлері мен сипаттамаларын атаңыз.
4. Инвертирлеуші ОК дегеніміз не?
5. ОК сумматорының жұмыс істеу принципі.
6. Компаратор мен триггердің жұмыс істеу приципі.
2. Зертханалық сабақтар
Зертханалық жұмыс 1.
Тақырыбы. Electronics Workbench программалық пакетімен танысу. Electronics
Workbench компоненттері. Өлшеу жүргізу керекті аспаптар. Сұлбаларды
модельдеу.
Сабақтың мақсаты. Electronics Workbench электронды зертханасының
мүмкiншiлiктерiмен танысу, сұлбаларды құру және сипаттамаларды алу үшiн
керектi құралдармен танысу.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын
сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 2.
Тақырыбы.. Логикалық сұлбаларды және функцияларды зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Логикалық сұлбаларды зерттеу.
Логикалық элементтердiң көмегiмен логикалық функцияларды iске асыру.
Берiлген логикалық функцияларды атқаратын логикалық сұлбалардың синтезi.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын
сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 3.
Тақырыбы. Дешифраторларды зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Дешифратордың жұмыс iстеу принципiмен танысу.
Дешифратор жұмысына басқарушы сигналдардың әсерiн зерттеу.
Дещифратор негiзiнде функционалды модульдi зерттеу және iске асыру.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын
сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 4
Тақырыбы. Мультиплексорды зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Мультиплексордың жұмыс істеу принципімен танысу.
Мультиплексор негізіндегі функцияның моделін зерттеу және жүзеге асыру.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар
жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 5.
Тақырыбы. Триггерлердi зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Синхронды және асинхронды триггерлер жұмысының алгоритмi
және құрлысын оқу.
Триггерлердiң негiзгi типтерiнiң қозу және ауысу функцияларын зерттеу.
Триггерлердiң әр түрлi типтерiнiң өзараауысымдылығын меңгеру.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын
сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 6.
Тақырыбы. Санауыштарды зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Есептеуіш және қосындылауыш санауыштардың жұмысын
зерттеу және құрылымын меңгеру.
Санауыштың қайта санау коэффициентін өзгерту әдісін меңгеру
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар
жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 7.
Тақырыбы. Жартылай өткізгішті диодттарды зерттеу зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Вольт – амперлік сипаттамаларды алу және талдау,
сипаттамасы бойынша олардың параметрлерін анықтау.
Жартылай өткізгішті диодтардың іске қосылуының негізгі схемаларын оқып
меңгеру
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар
жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 8.
Тақырыбы. Биполярлы транзисторларды зерттеу.
Сабақтың мақсаты. Биполярлық транзистор әрекетінің принципін оқып меңгеру,
ВАС (Вольт-амперлі сипаттама) транзисторды алу
Биполярлы транзисторлардың іске қосылуының негізгі схемаларын оқып меңгеру
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар
жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
3.Практикалық сабақ тақырыбы
1. Қарапайым логикалық сұлбаларды зерттеу және синтез.
2. Дешифратор негізінде жобалау сұлбасы.
3. Мультиплексор негізінде жобалау сұлбасы.
4. Тригерлер және санауыштар негізінде жобалау сұлбасы.
5. Диодты сұлбалардың есебі.
6. Стабилитрон негізіндегі сұлбалар есебі.
7. Азқуатты түзеткіш сұлбасының есебі.
8. Биполярлы транзистор параметрінің есебі
9. Транзисторлық каскадта жұмыстық нүктесін беру
4. студенттің өздік жұмысы
4.1 Өздік жұмысты ұйымдастыру бойынша әдістемелік нұсқаулар.
Студенттің өздік жұмысы (СӨЖ) реферат түрінде орындалады және
студенттердің өздік жұмысын қойлатын талаптарға сәйкес тапсырылады.
Өздік жұмысты бақылау келесі формада өтуі мүмкін:
– жасалған жұмысты көрсету;
– өздік меңгерген тақырып бойынша баяндама;
– аудиториялық сабақтарды немесе ОБСӨЖ-де ауызша сұрау;
– жазбаша орындалған тапсырмаларды қорғау.
Өздік жұмысының нәтижелерін тапсырмаған студент қорытынды аттестацияға
жіберілмейді.
Өз бетімен меңгерген материал оқытушумен бірге меңгерілген материалмен
қоса қорытынды бақылауға шығарылады.
. Рефераттар тақырыбы
| 1. Буль алгебрасының заңы. Логикалық функцияның тәсілдері. |
| 2. Мультиплексорлар негізінде функционалдық модульдерді зерттеу және |
|түрлендіру. |
| 3. Дешифратордың сұлбасын құру. |
| 4. Мультиплексордың сұлбасын құру. |
| 5. Биполярлы транзистордың негізгі параметрлері. |
| 6. Буль алгебрасының заңы. Логикалық функцияның тәсілдері. |
| 7. Дешифраторлардың жұмыс кезіндегі басқару дабылын зерттеу. |
| 8. Мультиплексорлар негізінде функционалдық модульдерді зерттеу және |
|түрлендіру. |
| 9. Дешифратордың сұлбасын құру. |
| 10. Мультиплексордың сұлбасын құру. |
| 11. Биполярлы транзистордың негізгі параметрлері. |
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz