Na sl. Na slici 2.16 prikazana je shema logičkog elementa s induciranim kanalom tipa n (tzv. n MIS tehnologija). Glavni tranzistori VT 1 i VT 2 spojeni su u seriju, tranzistor VT 3 djeluje kao opterećenje. U slučaju kada je na oba ulaza elementa doveden visoki napon U 1 (x 1 = 1, x 2 = 1), oba tranzistora VT 1 i VT 2 su otvorena, a na izlazu je postavljen niski napon U 0. U svim drugim slučajevima, barem jedan od tranzistora VT 1 ili VT 2 je zatvoren i napon U 1 je postavljen na izlazu. Dakle, element izvodi logičku funkciju I-NE.

Na sl. Slika 2.17 prikazuje dijagram ILI-NE elementa. Niski napon U 0 postavlja se na njegov izlaz ako barem jedan od ulaza ima visoki napon U 1 , otvarajući jedan od glavnih tranzistora VT 1 i VT 2 .

Prikazano na sl. 2.18 dijagram je dijagram NOR-NOT elementa KMDP tehnologije. U njemu su tranzistori VT 1 i VT 2 glavni, tranzistori VT 3 i VT 4 su opterećenje. Neka je visoki napon U 1. U ovom slučaju, tranzistor VT 2 je otvoren, tranzistor VT 4 je zatvoren i, bez obzira na razinu napona na drugom ulazu i stanje preostalih tranzistora, na izlazu je postavljen niski napon U 0. Element implementira logičku operaciju ILI-NE.

CMPD sklop karakterizira vrlo niska potrošnja struje (a time i snage) iz izvora napajanja.

Logički elementi integralne injekcijske logike

Na sl. Na slici 2.19 prikazana je topologija logičkog elementa integralne injekcijske logike (I 2 L). Za stvaranje takve strukture potrebne su dvije faze difuzije u siliciju s n-tipom vodljivosti: tijekom prve faze nastaju područja p 1 i p 2, a tijekom druge faze nastaju područja n 2.

Element ima strukturu p 1 -n 1 -p 2 -n 1 . Pogodno je razmatrati takvu četveroslojnu strukturu zamišljajući je kao spoj dviju konvencionalnih troslojnih tranzistorskih struktura:

str 1 -n 1 -str 2 n 1 -str 2 -n 1

Dijagram koji odgovara ovom prikazu prikazan je na sl. 2.20, a. Razmotrimo rad elementa prema ovoj shemi.

Tranzistor VT 2 sa strukturom tipa n 1 -p 2 -n 1 obavlja funkcije pretvarača s nekoliko izlaza (svaki kolektor tvori zaseban izlaz elementa prema krugu otvorenog kolektora).

Tranzistor VT 2, tzv injektor, ima strukturu poput p 1 -n 1 -p 2 . Budući da je područje n 1 ovih tranzistora zajedničko, emiter tranzistora VT 2 mora biti spojen na bazu tranzistora VT 1; prisutnost zajedničkog područja p 2 dovodi do potrebe za povezivanjem baze tranzistora VT 2 s kolektorom tranzistora VT 1. Time se stvara veza između tranzistora VT 1 i VT 2, prikazana na sl. 2.20a.

Budući da emiter tranzistora VT 1 ima pozitivan potencijal, a baza je na nultom potencijalu, emiterski spoj je prednapredan i tranzistor je otvoren.

Kolektorska struja ovog tranzistora može se zatvoriti ili kroz tranzistor VT 3 (inverter prethodnog elementa) ili kroz emiterski spoj tranzistora VT 2.

Ako je prethodni logički element u otvorenom stanju (tranzistor VT 3 je otvoren), tada na ulazu ovog elementa postoji niska razina napona, koja, djelujući na temelju VT 2, drži ovaj tranzistor u zatvorenom stanju. Struja injektora VT 1 zatvorena je kroz tranzistor VT 3. Kada je prethodni logički element zatvoren (tranzistor VT 3 je zatvoren), struja kolektora injektora VT 1 teče u bazu tranzistora VT 2, a ovaj tranzistor je postaviti u otvoreno stanje.

Dakle, kada je VT 3 zatvoren, tranzistor VT 2 je otvoren i, obrnuto, kada je VT 3 otvoren, tranzistor VT 2 je zatvoren. Otvoreno stanje elementa odgovara stanju log.0, a zatvoreno stanje odgovara stanju log.1.

Injektor je izvor istosmjerne struje (koja može biti zajednička skupini elemenata). Često koriste konvencionalnu grafičku oznaku elementa, prikazanu na sl. 2.21, b.

Na sl. Slika 2.21a prikazuje sklop koji implementira operaciju ILI-NE. Spajanje kolektora elemenata odgovara radu tzv instalacija I. Doista, dovoljno je da je barem jedan od elemenata u otvorenom stanju (stanje log.0), tada će struja injektora sljedećeg elementa biti zatvorena kroz otvoreni pretvarač i uspostavit će se niska razina log.0 na kombinirani izlaz elemenata. Posljedično, na ovom izlazu se formira vrijednost koja odgovara logičkom izrazu x 1 · x 2. Primjenom de Morganove transformacije na njega dolazimo do izraza x 1 · x 2 = . Dakle, ovo povezivanje elemenata zapravo implementira operaciju ILI-NE.

Logički elementi AND 2 L imaju sljedeće prednosti:

osigurati visok stupanj integracije; u izradi sklopova I 2 L koriste se isti tehnološki postupci kao i u proizvodnji integriranih sklopova na bipolarnim tranzistorima, ali je manji broj tehnoloških operacija i potrebnih fotomaski;

koristi se smanjeni napon (oko 1V);

pružiti mogućnost razmjene snage u širokom rasponu performansi (potrošnja energije može se promijeniti za nekoliko redova veličine, što će odgovarajuće dovesti do promjene performansi);

dobro se slažu s TTL elementima.

Na sl. Na slici 2.21b prikazan je dijagram prijelaza s elemenata I 2 L na element TTL.

7.1 Izračun radne točke. Tranzistor VT2

Slika 7.1 - Preliminarni krug pojačala

Uzmimo Rk = 80 Ohma.

Osim toga, pri izboru tranzistora treba voditi računa o: f = 17,5 MHz.

Tranzistor 2T3129A9 ispunjava ove zahtjeve. Međutim, podaci o njegovim parametrima pri zadanoj struji i naponu su nedostatni, pa odabiremo sljedeću radnu točku:

Iko = 15mA,

Tablica 7.1 - Parametri korištenog tranzistora

Izračunajmo parametre nadomjesnog kruga za dati tranzistor pomoću formula 5.1 - 5.13.

rb= =10 Ohm; gb==0,1 cm, gdje je

rb-bazni otpor,

re= ==2,5 Ohma, gdje je

otpor reemitera.

gbe===3,96 mSm, gdje je

gbe-baza-emiter vodljivost,

Ce===2,86 pF, gdje je

Kapacitet emitera,

Ri= =400 Ohma, gdje je

7.1.1 Izračun korekcije emitera

gdje je dubina povratne sprege;

f u kaskadi je jednak:

Prihvatimo onda:

f u kaskadi je jednak:

7.1.2 Izračun sheme toplinske stabilizacije

Koristimo stabilizaciju emitera budući da je odabran tranzistor male snage, osim toga stabilizacija emitera već se koristi u proračunatom pojačalu. Krug toplinske stabilizacije emitera prikazan je na slici 4.1.

Postupak izračuna:

1. Odaberite napon emitera, struju razdjelnika i napon napajanja;

2. Zatim ćemo izračunati.

Napon emitera bira se tako da bude jednak redu. Izaberimo.

Struja razdjelnika odabrana je tako da bude jednaka, gdje je struja baze tranzistora i izračunava se formulom:

Napon napajanja izračunava se pomoću formule: V

Vrijednosti otpornika izračunavaju se pomoću sljedećih formula:

U temperaturnom rasponu od 0 do 50 stupnjeva za krug izračunat na sličan način, rezultirajući gubitak mirne struje tranzistora u pravilu ne prelazi (10-15)%, odnosno krug ima sasvim prihvatljivu stabilizaciju .

7.2 Tranzistor VT1

Kao tranzistor VT1 koristimo tranzistor 2T3129A9 s istom radnom točkom kao i za tranzistor VT2:

Iko = 15mA,

Uzmimo Rk = 80 Ohma.

Izračunajmo parametre nadomjesnog kruga za dati tranzistor pomoću formula 5.1 - 5.13 i 7.1 - 7.3.

Sk(potrebno)=Sk(prolaz)*=12=12 pF, gdje je

Sk(potrebni)-kapacitivnost kolektorskog spoja na danom Uke0,

Sk(pasp) je referentna vrijednost kapaciteta kolektora na Uke(pasp).

rb= =10 Ohm; gb==0,1 cm, gdje je

rb-bazni otpor,

Referentna vrijednost konstante povratne sprege.

re= ==2,5 Ohma, gdje je

otpor reemitera.

gbe===3,96 mSm, gdje je

gbe-baza-emiter vodljivost,

Referentna vrijednost koeficijenta prijenosa statičke struje u krugu zajedničkog emitera.

Ce===2,86 pF, gdje je

Kapacitet emitera,

ft-referentna vrijednost granične frekvencije tranzistora pri kojoj je =1

Ri je izlazni otpor tranzistora,

Uke0(add), Ik0(add) - odnosno, vrijednosti na natpisnoj pločici dopuštenog napona na kolektoru i konstantne komponente struje kolektora.

Ulazni otpor i ulazni kapacitet stupnja opterećenja.

Gornja granična frekvencija je pod uvjetom da svaki stupanj ima 0,75 dB izobličenja. Preporučljivo je uvesti ispravak.

7.2.1 Izračun korekcije emitera

Emiterski krug korekcije prikazan je na slici 7.2.

Slika 7.2 - Krug korekcije emitera međustupnja

Korekcija odašiljača se uvodi kako bi se ispravila izobličenja frekvencijskog odziva unesena tranzistorom, povećavajući amplitudu signala na spoju baza-emiter s povećanjem frekvencije pojačanog signala.

Kaskadno pojačanje opisano je izrazom:

gdje je dubina povratne sprege;

u i parametri izračunati pomoću formula 5.7, 5.8, 5.9.

S obzirom na vrijednost F, vrijednost je dana sa:

f u kaskadi je jednak:

Prihvatimo onda:

f u kaskadi je jednak:

Preklopno pojačalo

Kao što je već navedeno, tranzistor GT320A odabran je za rad u preliminarnim fazama. Vrijednosti parametara navedene u referentnim knjigama izmjerene su pri određenim vrijednostima CEC i IKO...

Proračun uređaja za pojačanje

Radna točka je fiksirana otporima R12 i R22. Prema izlaznoj karakteristici tranzistora IBa2 = 53,33 μA. Prema ulaznim karakteristikama tranzistora, UBEa2 = 698 mV...

Pojačalo pulsa

Izračunajmo radnu točku na dva načina: 1. Pri korištenju aktivnog otpora Rk u kolektorskom krugu. 2. Pri uporabi prigušnice u kolektorskom krugu. 1...

Pojačalo pulsa

Početni podaci za izradu tečaja nalaze se u tehničkoj specifikaciji. Prosječni statistički tranzistor daje pojačanje od 20 dB, prema našim uputama je 40 dB, odavde dobivamo da će naše pojačalo imati najmanje 2 stupnja...

Korektor pojačala

Izračunajmo radnu točku tranzistora za otporni i prigušni stupanj pomoću formula: , (4.1) gdje su amplituda napona na izlazu pojačala, otpor opterećenja...

Kao što je gore navedeno, kao izlazni stupanj koristit ćemo kaskadu s paralelnom negativnom povratnom spregom napona, koja ima najveću propusnost kada radi na kapacitivnom opterećenju...

Lasersko modulatorsko pojačalo

Pri izračunavanju potrebnog istosmjernog načina rada tranzistora srednjeg i ulaznog stupnja treba se usredotočiti na omjere navedene u stavku 3.3.1, uzimajući u obzir ono što je zamijenjeno ulaznim otporom sljedećeg stupnja. Ali...Pojačalo za 1-12 TV kanala

Pri proračunu načina rada predstezne kaskade slažemo se da se sve kaskade napajaju iz jednog izvora napona nazivne vrijednosti Ep. Budući da je Ep=Uk0, onda se prema tome Uk0 u svim kaskadama uzima isto...

Uzmimo Uout 2 puta veći od navedene vrijednosti, jer se dio izlazne snage gubi u zaštiti okoliša. Uout=2Uout(set)=2 (V) Izračunajte izlaznu struju: Iout===0.04 (A) Izračunajte kaskade s otpornikom i induktivitetom u kolektorskom krugu: Slika 2.2.1...

Pojačalo prijemne jedinice širokopojasnog lokatora

Prilikom izračuna potrebnog načina rada tranzistora srednjeg i ulaznog stupnja za istosmjernu struju, trebali biste se usredotočiti na omjere navedene u paragrafu 2.2.1, uzimajući u obzir što je zamijenjeno ulaznim otporom sljedećeg stupnja. Ali...

Pojačalo s povratnom spregom

Radnu točku odabiremo pomoću formula: mA. UkA=Umn+Umin= V PkA=UkAIkA=100 mW Odaberite tranzistor s parametrima: Ikmax=22 mA, Ukmax=18 V, Pmax=400 mW. Takav bi tranzistor mogao biti KT339A. Ova radna točka odgovara baznoj struji od 275 μA i naponu Ueb = 0...

Pojačalo s povratnom spregom

7.2 Tranzistor VT1

Kao tranzistor VT1 koristimo tranzistor KT339A s istom radnom točkom kao i za tranzistor VT2:

Uzmimo Rk = 100 (Ohm).

Izračunajmo parametre nadomjesnog kruga za dati tranzistor pomoću formula 5.1 - 5.13 i 7.1 - 7.3.

Sk(req)=Sk(pass)*=2×=1,41 (pF), gdje je

Sk(potrebni)-kapacitivnost kolektorskog spoja na danom Uke0,

Sk(pasp) je referentna vrijednost kapaciteta kolektora na Uke(pasp).

rb= =17,7 (Ohm); gb==0,057 (Cm), gdje je

rb-bazni otpor,

Referentna vrijednost konstante povratne sprege.

re= ==6,54 (Ohm), gdje je

otpor reemitera.

gbe===1,51(mS), gdje je

gbe-baza-emiter vodljivost,

Referentna vrijednost koeficijenta prijenosa statičke struje u krugu zajedničkog emitera.

Ce===0,803 (pF), gdje je

C je kapacitet emitera,

ft-referentna vrijednost granične frekvencije tranzistora pri kojoj je =1

Ri= =1000 (Ohm), gdje je

Ri je izlazni otpor tranzistora,

Uke0(add), Ik0(add) - odnosno, vrijednosti na natpisnoj pločici dopuštenog napona na kolektoru i konstantne komponente struje kolektora.

– ulazni otpor i ulazni kapacitet stupnja opterećenja.

Gornja granična frekvencija je pod uvjetom da svaki stupanj ima 0,75 dB izobličenja. Ova vrijednost f zadovoljava tehničke specifikacije. Ispravak nije potreban.

7.2.1 Izračun sheme toplinske stabilizacije

Kao što je rečeno u paragrafu 7.1.1, u ovom pojačalu, toplinska stabilizacija emitera je najprihvatljivija jer je tranzistor KT339A niske snage, a osim toga, stabilizaciju emitera je lako implementirati. Krug toplinske stabilizacije emitera prikazan je na slici 4.1.

Postupak izračuna:

1. Odaberite napon emitera, struju razdjelnika i napon napajanja;

2. Zatim ćemo izračunati.

Struja razdjelnika odabrana je tako da bude jednaka, gdje je struja baze tranzistora i izračunava se formulom:

Napon napajanja izračunava se pomoću formule: (V)

Vrijednosti otpornika izračunavaju se pomoću sljedećih formula:

8. Izobličenje uneseno ulaznim krugom

Shematski dijagram kaskadnog ulaznog kruga prikazan je na sl. 8.1.

Slika 8.1 - Shematski dijagram kaskadnog ulaznog kruga

Pod uvjetom da je ulazna impedancija kaskade aproksimirana paralelnim RC krugom, koeficijent prijenosa ulaznog kruga u području visokih frekvencija opisuje se izrazom:

– ulazni otpor i ulazni kapacitet kaskade.

Vrijednost ulaznog kruga izračunava se pomoću formule (5.13), gdje je vrijednost zamijenjena.

9. Izračun C f, R f, C r

Dijagram strujnog kruga pojačala sadrži četiri spojna kondenzatora i tri stabilizacijska kondenzatora. Tehničke specifikacije kažu da izobličenje ravnog vrha pulsa ne smije biti veće od 5%. Stoga bi svaki spojni kondenzator trebao iskriviti ravni vrh impulsa za najviše 0,71%.

Izobličenje ravnog vrha izračunava se pomoću formule:

gdje je τ i trajanje impulsa.

Izračunajmo τ n:

τ n i C p povezani su relacijom:

gdje je R l, R p - otpor lijevo i desno od kapacitivnosti.

Izračunajmo C r. Ulazni otpor prvog stupnja jednak je otporu paralelno spojenih otpora: ulaznog tranzistora, Rb1 i Rb2.

R p =R u ||R b1 ||R b2 =628 (Ohm)

Izlazni otpor prvog stupnja jednak je paralelnom spoju Rk i izlaznom otporu tranzistora Ri.

R l =Rk||Ri=90,3(Ohm)

R p =R u ||R b1 ||R b2 =620 (Ohm)

R l =Rk||Ri=444(Ohm)

R p =R u ||R b1 ||R b2 =48 (Ohm)

R l =Rk||Ri=71(Ohm)

R p =R n =75 (Ohm)

gdje je C p1 kondenzator za odvajanje između Rg i prve faze, C 12 - između prve i druge kaskade, C 23 - između druge i treće, C 3 - između završne faze i opterećenja. Postavljanjem svih ostalih spremnika na 479∙10 -9 F, osigurat ćemo pad koji je manji od potrebnog.

Izračunajmo R f i C f (U R F =1V):

10. Zaključak

U ovom predmetnom projektu razvijeno je impulsno pojačalo pomoću tranzistora 2T602A, KT339A i ima sljedeće tehničke karakteristike:

Gornja granična frekvencija 14 MHz;

Dobitak 64 dB;

Otpor generatora i opterećenja 75 Ohma;

Napon napajanja 18 V.

Strujni krug pojačala prikazan je na slici 10.1.

Slika 10.1 - Krug pojačala

Pri proračunu karakteristika pojačala korišten je sljedeći softver: MathCad, Work Bench.

1. Poluvodički uređaji. Tranzistori srednje i velike snage: Imenik / A.A. Zaitsev, A.I. Mirkin, V.V. Mokrjakov i drugi, uredio A.V. Golomedova.-M.: Radio i komunikacija, 1989.-640 str.

2. Proračun visokofrekventnih korektivnih elemenata stupnjeva pojačala s bipolarnim tranzistorima. Obrazovni i metodološki priručnik o dizajnu kolegija za studente radiotehničkih specijalnosti / A.A. Titov, Tomsk: sv. država Sveučilište za sustave upravljanja i radioelektroniku, 2002. - 45 str.

Radi izravno. Radna linija prolazi kroz točke Uke=Ek i Ik=Ek÷Rn i siječe grafove izlaznih karakteristika (baznih struja). Kako bi se postigla najveća amplituda pri proračunu impulsnog pojačala, radna točka je odabrana bliže najnižem naponu budući da će završni stupanj imati negativan puls. Prema grafikonu izlaznih karakteristika (slika 1), pronađene su vrijednosti IKpost = 4,5 mA, ....

Izračun Sf, Rf, Srijeda 10. Zaključak Literatura TEHNIČKI ZADATAK br. 2 za dizajn kolegija iz discipline “Sklop nuklearnih elektrana” za studenta 180 Kurmanov B.A. Tema projekta: Pojačalo impulsa Otpor generatora Rg = 75 Ohm. Dobitak K = 25 dB. Trajanje impulsa 0,5 μs. Polaritet je "pozitivan". Koeficijent opterećenja 2. Vrijeme taloženja 25 ns. Pusti...

Da je za usklađivanje s otporom opterećenja potrebno ugraditi emiterski pratilac nakon stupnjeva pojačanja, nacrtajmo strujni krug pojačala: 2.2 Proračun statičkog načina rada pojačala Izračunavamo prvi stupanj pojačanja. Odaberemo radnu točku za prvi stupanj pojačala. Njegove karakteristike:...

Otpor izvora ulaznog signala, a time i promjena uvjeta optimalnosti tijekom ozračivanja ne dovodi do dodatnog povećanja šuma. Učinci zračenja u IOU. Utjecaj umjetne inteligencije na IOU parametre. Integrirana operacijska pojačala (IOA) su visokokvalitetna precizna pojačala koja pripadaju klasi univerzalnih i višenamjenskih analognih...

Osnovni logički element niza je I-NE logički element. Na sl. Slika 2.3 prikazuje dijagrame tri početna NAND TTL elementa. Svi sklopovi sadrže tri glavna stupnja: tranzistorski ulaz VT1, implementacija logičke I funkcije; tranzistor za razdvajanje faza VT2 i push-pull izlazni stupanj.

Slika 2.3.a. Shematski prikaz osnovnog elementa serije K131

Princip rada logičkog elementa serije K131 (sl. 2.3.a) je sljedeći: kada se signal niske razine (0 - 0,4 V) primi na bilo koji od ulaza, spoj baza-emiter multi -emiterski tranzistor VT1 je usmjeren prema naprijed (otključan), a gotovo cijela struja koja teče kroz otpornik R1 je granana prema masi, zbog čega se VT2 zatvara i radi u režimu prekida. Struja koja teče kroz otpornik R2 zasićuje bazu tranzistora VT3. Tranzistori VT3 i VT4 spojeni prema Darlingtonovom krugu tvore kompozitni tranzistor, koji je sljedbenik emitera. Djeluje kao izlazni stupanj za pojačavanje snage signala. Na izlazu sklopa generira se signal visoke logičke razine.

Ako se na sve ulaze dovodi signal visoke razine, spoj baza-emiter višeemiterskog tranzistora VT1 je u zatvorenom načinu rada. Struja koja teče kroz otpornik R1 zasićuje bazu tranzistora VT1, zbog čega se tranzistor VT5 otključava i na izlazu kruga postavlja se razina logičke nule.

Budući da su u trenutku prebacivanja tranzistori VT4 i VT5 otvoreni i kroz njih teče velika struja, u krug se uvodi ograničavajući otpornik R5.

VT2, R2 i R3 tvore kaskadu za razdvajanje faza. Potrebno je uključiti izlazne n-p-n tranzistore jedan po jedan. Kaskada ima dva izlaza: kolektor i emiter, signali na kojima su antifazni.

Diode VD1 - VD3 su zaštita od negativnih impulsa.

Slika 2.3.b, c. Shematski dijagrami osnovnih elemenata serije K155 i K134

U mikro krugovima serije K155 i K134, izlazni stupanj je izgrađen na nekompozitnom repetitoru (samo tranzistor VT3) i tranzistor koji se može zasićiti VT5 uvođenjem diode za pomak razine VD4(Slika 2.3, b, c). Posljednja dva stupnja čine složeni pretvarač koji implementira operaciju logičkog NE. Ako uvedete dva stupnja razdvajanja faza, tada se implementira funkcija ILI-NE.

Na sl. 2.3, i prikazuje osnovni logički element serije K131 (strani analogni - 74N). Osnovni element serije K155 (strani analog - 74) prikazan je na sl. 2.3, b, a na sl. 2.3, c - element serije K134 (strani analogni - 74L). Sada ove serije praktički nisu razvijene.

TTL mikrosklopovi početnog razvoja počeli su se aktivno zamjenjivati ​​TTLSh mikrosklopovima, koji u svojoj unutarnjoj strukturi imaju spojeve sa Schottkyjevom barijerom. Tranzistor Schottkyjevog spoja (Schottky tranzistor) temelji se na dobro poznatom krugu nezasićene tranzistorske sklopke (sl. 2.4.a).

Slika 2.4. Objašnjenje principa dobivanja strukture sa Schottkyjevim prijelazom:
a - nezasićeni tranzistorski prekidač; b - tranzistor sa Schottky diodom; c - simbol Schottky tranzistora.

Kako tranzistor ne bi ušao u zasićenje, između kolektora i baze spojena je dioda. Korištenje povratne diode za uklanjanje zasićenja tranzistora prvi je predložio B. N. Kononov, međutim, u ovom slučaju može se povećati na 1 V. Idealna dioda je dioda s Schottkyjevom barijerom. To je kontakt između metala i slabo dopiranog n-poluvodiča. U metalu su samo neki elektroni slobodni (oni izvan valentne zone). U poluvodiču slobodni elektroni postoje na vodljivoj granici koja nastaje dodavanjem atoma nečistoće. U nedostatku prednapona, broj elektrona koji prelaze barijeru s obje strane je isti, tj. nema struje. Kada su usmjereni prema naprijed, elektroni imaju energiju da prijeđu potencijalnu barijeru i prođu u metal. Kako se prednapon povećava, širina barijere se smanjuje i struja prema naprijed brzo raste.

Kada su obrnuti prednaponi, elektroni u poluvodiču zahtijevaju više energije da prevladaju potencijalnu barijeru. Za elektrone u metalu, potencijalna barijera ne ovisi o prednaponu, pa teče mala reverzna struja, koja ostaje praktički konstantna sve dok se ne dogodi lavinski proboj.

Struja u Schottky diodama određena je većinskim nositeljima, tako da je veća pri istom prednaprezanju i stoga je pad napona prema naprijed na Schottky diodi manji nego na konvencionalnom p-n spoju pri danoj struji. Dakle, Schottky dioda ima napon praga otvaranja reda veličine (0,2-0,3) V, za razliku od napona praga konvencionalne silicijske diode od 0,7 V, i značajno smanjuje životni vijek manjinskih nositelja u poluvodiču.

U dijagramu na Sl. 2.4, b tranzistor VT1 se čuva od odlaska u zasićenje pomoću Shatky diode s niskim pragom otvaranja (0,2...0,3) V, tako da će se napon malo povećati u usporedbi sa zasićenim tranzistorom VT1. Na sl. 2.4, c prikazuje krug s "Schottky tranzistorom". Na temelju Schottky tranzistora proizvedeni su mikro krugovi dvije glavne serije TTLSh (Sl. 2.5)

Na sl. 2.5, i prikazuje dijagram logičkog elementa velike brzine koji se koristi kao osnova mikro krugova serije K531 (strani analog - 74S), (S je početno slovo prezimena njemačkog fizičara Schottkyja). U ovom elementu, emiterski krug kaskade za razdvajanje faza napravljen na tranzistoru VT2, generator struje je uključen - tranzistor VT6 s otpornicima R4 I R5. To vam omogućuje povećanje performansi logičkog elementa. Inače, ovaj logički element sličan je osnovnom elementu serije K131. Međutim, uvođenje Schottkyjevih tranzistora omogućilo je smanjenje tzd.r udvostručen.

Na sl. 2.5, b prikazuje dijagram osnovnog logičkog elementa serije K555 (strani analogni - 74LS). U ovom krugu umjesto višeemiterskog tranzistora na ulazu se koristi matrica Schottky dioda. Uvođenje Shatky dioda eliminira nakupljanje viška baznih naboja, koji povećavaju vrijeme isključivanja tranzistora, i osigurava stabilnost vremena prebacivanja u temperaturnom rasponu.

Otpornik R6 gornjeg kraka izlaznog stupnja stvara potrebni napon na bazi tranzistora VT3 da ga otvorim. Za smanjenje potrošnje energije kada su vrata zatvorena (), otpornik R6 spojite ne na zajedničku sabirnicu, već na izlaz elementa.

Dioda VD7, spojen u seriju s R6 a paralelno s otpornikom opterećenja kolektora kaskade za odvajanje faza R2, omogućuje vam smanjenje kašnjenja uključivanja kruga korištenjem dijela energije pohranjene u kapacitetu opterećenja za povećanje struje kolektora tranzistora VT1 u prijelaznom načinu rada.

Tranzistor VT3 je izveden bez Schottky dioda, jer radi u aktivnom načinu rada (emiterski pratilac).

Pri projektiranju radioelektroničkih sklopova često se javljaju situacije kada je poželjno imati tranzistore s parametrima boljim od onih koje nude proizvođači radioelemenata. U nekim slučajevima trebat će nam veće strujno pojačanje h 21 , u drugima viša vrijednost ulaznog otpora h 11 , au trećima niža vrijednost izlazne vodljivosti h 22 . Za rješavanje ovih problema izvrsna je mogućnost korištenja elektroničke komponente, o kojoj ćemo raspravljati u nastavku.

Sklop ispod je ekvivalentan jednom n-p-n poluvodiču. U ovom krugu, struja emitera VT1 je struja baze VT2. Struja kolektora kompozitnog tranzistora određena je uglavnom strujom VT2.

To su dva odvojena bipolarna tranzistora izrađena na istom čipu iu istom pakiranju. Otpornik opterećenja također se nalazi tamo u emiterskom krugu prvog bipolarnog tranzistora. Darlingtonov tranzistor ima iste terminale kao i standardni bipolarni tranzistor - bazu, kolektor i emiter.

Kao što možemo vidjeti na gornjoj slici, standardni kompozitni tranzistor je kombinacija nekoliko tranzistora. Ovisno o razini složenosti i disipaciji snage, može postojati više od dva Darlingtonova tranzistora.

Glavna prednost kompozitnog tranzistora je znatno veći strujni dobitak h 21, koji se može približno izračunati pomoću formule kao umnožak parametara h 21 tranzistora uključenih u krug.

h 21 =h 21vt1 × h21vt2 (1)

Dakle, ako je dobitak prvog 120, a drugog 60, tada je ukupni dobitak Darlingtonovog kruga jednak umnošku ovih vrijednosti - 7200.

Ali imajte na umu da parametar h21 jako ovisi o struji kolektora. U slučaju kada je bazna struja tranzistora VT2 dovoljno niska, kolektor VT1 možda neće biti dovoljan da osigura potrebnu vrijednost strujnog pojačanja h 21. Zatim povećanjem h21 i, sukladno tome, smanjenjem struje baze kompozitnog tranzistora, moguće je postići povećanje struje kolektora VT1. Da biste to učinili, dodatni otpor je uključen između emitera i baze VT2, kao što je prikazano na donjem dijagramu.

Izračunajmo elemente za Darlingtonov krug sastavljen, na primjer, na bipolarnim tranzistorima BC846A; struja VT2 je 1 mA. Zatim odredimo njegovu baznu struju iz izraza:

i kvt1 =i bvt2 =i kvt2 / h 21vt2 = 1×10 -3 A / 200 =5×10 -6 A

S tako malom strujom od 5 μA, koeficijent h 21 naglo opada i ukupni koeficijent može biti za red veličine manji od izračunatog. Povećanjem kolektorske struje prvog tranzistora pomoću dodatnog otpornika možete značajno dobiti na vrijednosti općeg parametra h 21. Budući da je napon na bazi konstantan (za tipični silicijski trovodni poluvodič u be = 0,7 V), otpor se može izračunati iz:

R = u bevt2 / i evt1 - i bvt2 = 0,7 volta / 0,1 mA - 0,005 mA = 7 kOhm

U ovom slučaju možemo računati na strujni dobitak do 40 000. Mnogi superbetta tranzistori izgrađeni su prema ovom krugu.

Dodajući mast, spomenut ću da ovaj Darlingtonov sklop ima tako značajan nedostatak kao što je povećani napon Uke. Ako je u konvencionalnim tranzistorima napon 0,2 V, tada se u kompozitnom tranzistoru povećava na razinu od 0,9 V. To je zbog potrebe za otvaranjem VT1, a za to je potrebno primijeniti razinu napona do 0,7 V na njegovu bazu (ako je tijekom proizvodnje poluvodiča korišten silicij).

Slijedom toga, da bi se otklonio navedeni nedostatak, napravljene su manje izmjene u klasičnom strujnom krugu i dobiven je komplementarni Darlingtonov tranzistor. Takav kompozitni tranzistor sastoji se od bipolarnih uređaja, ali s različitim vodljivostima: p-n-p i n-p-n.

Ruski i mnogi strani radioamateri ovu vezu nazivaju Szyklai shema, iako je ova shema nazvana paradoksalni par.

Tipičan nedostatak kompozitnih tranzistora koji ograničava njihovu upotrebu je njihova niska izvedba, pa se naširoko koriste samo u niskofrekventnim krugovima. Izvrsno rade u izlaznim stupnjevima snažnih ULF-ova, u upravljačkim krugovima za motore i uređaje za automatizaciju te u krugovima paljenja automobila.

U dijagramima strujnih krugova kompozitni tranzistor označen je kao obični bipolarni. Iako se rijetko koristi takav konvencionalni grafički prikaz kompozitnog tranzistora na strujnom krugu.

Jedan od najčešćih je integrirani sklop L293D - to su četiri strujna pojačala u jednom kućištu. Osim toga, mikrosklop L293 može se definirati kao četiri tranzistorske elektroničke sklopke.

Izlazni stupanj mikrosklopa sastoji se od kombinacije Darlingtonovih i Sziklaijevih sklopova.

Osim toga, specijalizirani mikro sklopovi temeljeni na Darlingtonovom krugu također su dobili poštovanje od radio amatera. Na primjer . Ovaj integrirani sklop je u biti matrica od sedam Darlingtonovih tranzistora. Takvi univerzalni sklopovi savršeno ukrašavaju amaterske radio krugove i čine ih funkcionalnijima.

Mikrokrug je sedmokanalni prekidač snažnih opterećenja temeljen na kompozitnim Darlingtonovim tranzistorima s otvorenim kolektorom. Prekidači sadrže zaštitne diode, koje omogućuju prebacivanje induktivnih opterećenja, kao što su zavojnice releja. Prekidač ULN2004 potreban je pri povezivanju snažnih opterećenja na CMOS logičke čipove.

Struja punjenja kroz bateriju, ovisno o naponu na njoj (primijenjenom na B-E spoj VT1), regulirana je tranzistorom VT1, čiji napon kolektora kontrolira indikator napunjenosti na LED-u (kako se puni struja punjenja opada i LED postupno se gasi) i snažan kompozitni tranzistor koji sadrži VT2, VT3, VT4.

Signal koji zahtijeva pojačanje kroz preliminarni ULF dovodi se u prethodni stupanj diferencijalnog pojačala izgrađen na kompozitu VT1 i VT2. Korištenje diferencijalnog kruga u stupnju pojačala smanjuje učinke šuma i osigurava negativnu povratnu spregu. OS napon se dovodi na bazu tranzistora VT2 iz izlaza pojačala snage. Povratna veza istosmjerne struje provodi se preko otpornika R6.

Kada je generator uključen, kondenzator C1 počinje se puniti, zatim se otvara zener dioda i relej K1 radi. Kondenzator se počinje prazniti kroz otpornik i kompozitni tranzistor. Nakon kratkog vremena, relej se isključuje i započinje novi ciklus generatora.