Złącza krzemowe napięcia dyfuzyjne 0,7V, a germanowych 0,3V
Nazwa tranzystora liniowego: małosygnałowy, nieliniowy: Ebertsa-Molla.
Cyfrowy blok funkcjonalny o nazwie ALU jest blokiem typu kombinacyjnego i realizuje operacje arytmetyczne i logiczne.
Wartość napięcia zasilania układów z rodziny TTL wynosi +5V
Zastosowanie diod.
• Dioda prostownicza – stosowana w prostych generatorach funkcyjnych, ogranicznikach
napięć, układach prostowniczych;
• Dioda impulsowa – szybsza od prostowniczej – stosowana w szybkich ogranicznikach napięć, szybkich układach prostowniczych i układach przekształtnikowych, układy detektorów (zast. w technice radiowej i telekomunikacji)
• Dioda Schottky’ego – szybka dioda stosowana w szybkich ogranicznikach napięć, szybkich układach prostowniczych i szybkich układach przekształtnikowych oraz układach cyfrowych TTL. Cecha charakterystyczna – nie posiada złącza p-n lecz złącze metal – półprzewodnik = ma małą pojemność złączową.
• Dioda Zenera – stosowana w zabezpieczeniach nadnapięciowych, ogranicznikach napięć,
generatorach napięć odniesienia, układy stabilizacji napięć. Włączamy ją do obwodu zawsze „odwrotnie” w stosunku do innych diod. Pracuje ona zawsze na zaporowej części charakterystyki statycznej wykorzystując specyficzny rodzaj przebicia (przebicie Zenera).
• Dioda elektroluminescencyjna (LED) – stosowana w optoelektronice, układach sprzęgaczy optycznych, w oświetleniu, w układach sygnalizacyjnych, w komunikacji (światłowody)
• fotodioda – fotodetektory, układy sprzęgaczy optycznych, ogniwa solarne (baterie słoneczne)
• dioda pojemnościowa – obwody wysokiej częstotliwości, selektywne wzmacniacze przestrajalne wysokiej częstotliwości – technika radiowa, TV oraz telekomunikacja (występują w tzw. głowicach wysokiej częstotliwości)
Rodzaje układów cyfrowych.
Ze względu na sposób przetwarzania informacji rozróżnia się dwie główne klasy układów logicznych:
-układy kombinacyjne – układy „bez pamięci”, w których sygnały wyjściowe są zawsze takie same dla określonych sygnałów wejściowych;
--Arytmetyczne: sumator, jednostka arytmetyczno-logiczna
--Komutacyjne: dekoder, multiplekser, demultiplekser, kodery proste, kodery priorytetowe, konwertery kodów dwójkowego na Graya, dwójkowego na 1 z n, dwójkowego na kod wskaźnika 7-segmentowego, generatory parzystości
-układy sekwencyjne – układy „z pamięcią”, w których stan wyjść zależy nie tylko od aktualnego stanu wejść, ale również od stanów poprzednich.
--rejestry
--liczniki
Ze względu na technologie w jakiej wykonano bramki logiczne:
-bipolarne,
--TTL
--ECL
--I²L
-unipolarne,
--CMOS
Bloki funkcyjne: --sekwencyjne *rejstry *liczniki –kombinacyjne *dekodery *Multi/demultipleksery *kodery proste/priorytetowe, konwetery.
Ujemne sprzężenie zwrotne stosowane jest w układach wzmacniaczy operacyjnych, a dodatnie w generacyjnych i regeracyjnych
Rówanie Schockley’a- prąd dyfuzyjny w kierunku przewodzenia w złączu p-n.
I – prąd dyfuzyjny w złączu pn
Isat – prąd nasycenia
U – napięcie polaryzacji złącza (w stronę przewodzenia!)
UT = k·T/q, gdzie: k-stała Boltzmana, T-temperatura [K], q-ładunek elektronu
Termodynamiczny potencjał
U_t =k*T/q ; k-stała Boltzmana, T-temp w [K], q- ładunek elektryczny
Pojemność złącza –w kierunku zaporowym
Cj=Cjo/(1-U/fi_B)^n ; Cjo -pojemność złącza przy zerowym napięciu, fi_B-wartość bariery potencjału, n-wartość zależna od rodzaju złącza i materiału (0,3 do 0,5)
Wzmacniacz operacyjny.
Wzmacniacz operacyjny jest analogowym wzmacniaczem napięciowym z wejściem różnicowym, co oznacza, że napięcie wyjściowe jest zależne, poprzez wartość wzmocnienia, od różnicy napięć wejściowych
Licznik służy do zliczania impulsów (zmian stanów cyfrowych sygnału wejściowego) i
pamiętania ich liczby. Na ogół ma on wyjścia równoległe, na których pojawia się informacja o liczbie zliczonych impulsów.
Pod względem sposobu działania rozróżnia się liczniki:
- asynchroniczne (szeregowe) lub synchroniczne (równoległe): w tym: synchroniczne - z przeniesieniem szeregowym lub równoległym,
- z wpisywaniem równoległym,
- rewersyjne (tzn. liczące w górę lub w dół) - w zależności od stanu wejścia logicznego
sterującego tą funkcją
- specjalne (np. pseudopierścieniowe Johnsona).
Maksymalna graniczna sprawność energetyczna wzmacniacza mocy typu A 50% a typu B ~78%
układy scalone Texas Instruments chodziło o TTL i +/- 5 V
Układy scalone zawierające cyfrowe elementy logiczne wykonane w bipolarnej technologii TTL. Parametry układów TTL:
• parametry elektryczne
- statyczne: napięcie zasilania (+5V), wartości poziomów logicznych, obciążalność wyjścia, średni pobór mocy
- dynamiczne: czas propagacji sygnału, czasy narastania i opadania przebiegów
• parametry cieplne
- zakres temperatur roboczych (otoczenia)
wymienić dwa rodzaje pamięci
Pamięć półprzewodnikowa służy do przechowywania informacji w postaci cyfrowej. Zbudowana jest z tzw. komórek pamięci. Jedna komórka pamięci potrafi zapamiętać jeden bit. Dane w pamięci organizowane są w N-bitowe słowa. Pojemność: M-słów N-bitowych, więc NxM bitów. Rozróżniamy 2 rodzaje pamięci: ROM (Read Only Memory) i RAM (Random Access Memory).
Typy pamięci RAM:
• SRAM – jest to pamięć ulotna, statyczna – informacje są kasowane w momencie odłączenia zasilania lub gdy na bieżące dane zostaną nadpisane inne dane. Komórki pamięci zbudowane są z przerzutników bistabilnych. Maksymalna pojemność obecnie produkowanych pamięci SRAM = kilkadziesiąt megabitów.
• DRAM – pamięć dynamiczna – rolę przerzutników bistabilnych pełnią tutaj kondensatory. Z tego powodu pamięć DRAM musi być systematycznie odświeżana (kondensatory się rozładowują). W pamięci DRAM przechowywane są dane aktualnie wykonywanych przez urządzenie zadań. Pojemności produkowanych obecnie pamięci DRAM – do kilkudziesięciu gigabitów.
Typy pamięci ROM (pamięci nieulotnych, zawarte w nich informacje są niezbędne do poprawnego działania urządzenia):
• PROM – pamięć jednokrotnie programowalna, często jeszcze na terenie fabryki. W
pierwszych tego typu konstrukcjach programowanie odbywało się przez przepalanie cienkich
ścieżek miedzianych.
• EPROM – pamięć reprogramowalna, programowana elektrycznie. Może być skasowana
poprzez naświetlenie pamięci promieniowaniem UV. Dlatego właśnie pamięci EPROM
posiadają małe przeźroczyste okienko w obudowie.
• EEPROM – pamięć programowalna i kasowalna elektrycznie.
• FLASH
Idealny wzmacniacz operacyjny:
- 8 duże wzmocnienie różnicowe Ku; 0 napięcie wejściowe niezrównoważone; 8 duże rezystancja wej.; 0 rezystancja wyj.; 8 szerokie pasma przenoszenia częstotliwości; 8 duże zakres dynamiczny sygnału; współczynnik tłumienia sygnału CMRR = 8; duże wzmocnienie prądowe.
15. W tr. polowych, JFET i MOFET –małym napięciem bramki sterujemy dużym przepływem prądu z źródła do drenu.
W tr. bipolarnych- mały prądem bramki [uA] sterujemy dużym prądem [mA] C do E
Tranzystor linowy: małosygnałowy macierzy [h], nie linowy: Eberta-Molla
Różnica wzmacniacz różnicowy> wzmacnia różnice napięć; a operacyjn > najczęściej pracuje z pętlą sprzężenia zwrotnego.
Typy przerzutników:
-przerzutnik statyczny prosty RS; -synchroniczne przerzutniki złożone JK i D