Tranzystory polowe - tranzystory polowe sa grupa elementow polprzewodnikowych w ktorych wykorzystuje sie do sterowania stumieniem nosnikow pole elektryczne wytwarzane przez napiecie przykladane do elektrody sterrujacej.

Rodzaje tranzystorów
1)tranzystory polowe złączone (JFET, FET) ze złączem P-N (PNFET) ze złączem metal - półprzewodnik (MESFET)
2)Tranzystory polowe z izolowana bramka (JGFET) o strukturze metal - tlenek - półprzewodnik (MOS, MOSFET)
3) Tranzystory polowe cienko warstwowe TFT

TRANZYSTORY Z IZOLOWANĄ BRAMKĄ MOSFET.

Tranzystor MOSFET to tranzystor polowy, w którym bramka jest oddzielona od kanału cienką warstwą izolacyjną, najczęściej utworzoną z dwutlenku SiO2. Dzięki odizolowaniu bramki, niezaleŜnie od jej polaryzacji, teoretycznie nie płynie przez nie żaden prąd. Praktycznie w tranzystorach JEFT prądy bramki są rzędu 1pA ¸ 10nA,

a w tranzystorach MOSFET ok. 103 razy mniejsze. Dlatego też w tranzystorach JEFT możemy uzyskać rezystancję wejściową układu równą 109 ¸ 1012 W, a w przypadku tranzystorów MOSFET rezystancja wejściowa jest równa 1012 ¸ 1016 W.

Tranzystory MOSFET mają czwartą elektrodę - podłoże, oznaczone symbolem B. Spełnia ona podobną rolę sterującą jak bramka. Jest ona oddzielona od kanału tylko złączem p-n. Gdy nie korzysta się z funkcji podłoża, wówczas łączy się je ze źródłem. Połączenie to może być

wykonane wewnątrz obudowy i wtedy nie ma wyprowadzenia na zewnątrz. Zalety tranzystorów polowych:  duża rezystancja wejściowa,  małe szumy w porównaniu z tranzystorami bipolarnymi (w zakresie małych i średnich częstotliwości),  możliwość autokompensacji temperaturowej,  odporność na promieniowanie,

 małe wymiary powodują, że są one coraz powszechniej stosowane w układach analogowych i cyfrowych.

Symbol tranzystora

Diody

Dioda jest to przyrząd elektroniczny z dwiema elektrodami mający niesymetryczna charakterystykę prądu płynącego na wyjściu w funkcji napięcia na wejściu.

Symbole graficzne diody, półprzewodnikowej (a) i próżniowej (b) oraz charakterystyka diody (c)

Dzięki takiej charakterystyce diody można stosować w wielu układach jako element , który łatwo przepuszcza prąd w jednym kierunku i prawie nie przepuszcza go w kierunku przeciwnym. Rozróżnia się diody półprzewodnikowe pracujące na zasadzie wykorzystania właściwości złącza p-n powstałego z połączenia półprzewodnika

typu n i typu p. Złącze p-n powstaje wtedy, gdy w krysztale półprzewodnika wytworzone zostaną dwa obszary o odmiennym typie przewodnictwa p i n. Rodzaje diod półprzewodnikowych

• Diody prostownicze:

• Diody Zenera:

• Diody tunelowe:

• Fotodiody

• Diody luminescencyine (LED)

Diody pojemnościowe

Multiplekser i demultiplekser

Są to układy komutacyjne, służące do łączenia bloków funkcjonalnych funkcjonalnych przełączania sygnałów cyfrowych.

Multiplekser służy do wybierania jednego ze słów (liczb). Multiplekser ma wejścia danych, wejście adresowe i wyjście danych.

Demultiplekser pełni rolę odwrotną do multipleksera, a zatem w zależności od podanego adresu kieruje podane słowo danych na jedno z M wyjść danych.

Bramka logiczna Jest to układ logiczny realizujący funkcje logiczne.

Bramki logiczne - NOT,AND,NAND,OR,NAND,NOR,XOR,XNOR

Przerzutnik typu RS - Ma on: 2 wejścia (S - wejście ustawiające, R - wejście zerujące) i 2 wyjścia (Q- wyjście zwykłe, Q - wyjście zanegowane). Stan wyjść jest zawsze przeciwny. Przerzutnik typu RS można wykonać z dwóch bramek logicznych NOR lub dwóch bramek logicznych NAND.
Pamięć półprzewodnikowa - rodzaj pamięci będącej cyfrowym układem scalonym i przechowującej informacje w postaci binarnej. Zaliczamy do niej pamięć RAM i ROM.
Pamięć masowa - pamięć trwała, przeznaczona do długotrwałego przechowywania dużej ilości danych. Napędy magnetyczne: dyski stałe, taśmy magnetyczne. Napędy optyczne: CD-ROM, płyty DVD.
ROM - to rodzaj pamięci operacyjnej. Zawiera ona stałe dane potrzebne w pracy urządzenia - np. procedury startowe komputera.
RAM - to podstawowy rodzaj pamięci cyfrowej. W pamięci RAM przechowywane są aktualnie wykonywane programy i dane dla tych programów, oraz wyniki ich pracy. Zawartość większości pamięci RAM jest tracona w momencie zaniku napięcia zasilania, dlatego wyniki pracy programów muszą być zapisane na jakimś nośniku danych.
Cache (pamięć podręczna) współczesny procesor ma 2 albo 3 poziomy tej pamięci oddzielającej go od pamięci RAM. Systemy te są wydajne dzięki lokalności odwołań - jeśli nastąpiło odwołanie do pewnych danych, jest duża szansa, że w najbliższej przyszłości będą one potrzebne ponownie. Niektóre systemy cache próbują przewidywać, które dane będą potrzebne i pobierają je wyprzedzając żądania.
Chipset - element elektroniczny występujący w wielu częściach składowych komputera. Wydajność i niezawodność komputera w znaczącej mierze zależy od tego układu.
Układ ten organizuje przepływ informacji pomiędzy poszczególnymi podzespołami jednostki centralnej. W skład chipsetu wchodzą zazwyczaj dwa układy zwane mostkami. Mostek północny odpowiada za wymianę danych między pamięcią a procesorem oraz steruje magistralą AGP. Mostek południowy odpowiada za współpracę z urządzeniami wejścia/wyjścia, takimi jak np. dysk twardy czy karty rozszerzeń.
Magistrala to zespół linii oraz układów przełączających służących do przesyłania sygnałów między połączonymi urządzeniami. Magistrala jest elementem, który sprawia, że system komputerowy staje się określoną całością. Magistrala składa się z: szyny danych, szyny kontrolnej, szyny rdzeniowej
Bramka trójstanowa - bramka na której wyjściu w zależności od sygnału wejścia i sygnału sterującego mogą wystąpić trzy stany. Jeden z tych stanów powoduje, że bramka trójstanowa zachowuje się jak element odłączony od układu. Ta właściwość powoduje, że bramki trójstanowe są powszechnie stosowane w komputerach do organizacji wyjść na szynę dzieloną.

Liniowe, nieliniowe zależności pradowo-napieciowe

Obwód liniowy - wszystkie elementy obwodu mają liniową charakterystykę prądowo napięciową
Obwody nieliniowe - przynajmniej jeden element obwodu ma nieliniową charakterystykę prądowo napięciową.

Charakterystyka prądowo napięciowa - jest to wykres zależności napięcia od prądu lub odwrotnie na danym elemencie. Zależność prądu płynącego przez złącze od napięcia polaryzującego

(np.: rezystor ma liniową charakterystykę prądowo napięciową a dioda półprzewodnikowa nie.)

Charakterystyczne zakresy pracy złącza oznaczone są różnymi kolorami:

czerwony (polaryzacj w kierunku przewodzenia) - U < U_D, złącze

praktycznie nie przewodzi, prąd jest bardzo mały; - niebieski

(polaryzacja w kierunku przewodzenia) - U > U_D , złącze przewodzi

wraz ze wzrostem napięcia prąd znacząco rośnie- zielony polaryzacja

w kierunku zaporowym) - płynie niewielki prąd unoszenia; - źółty

(polaryzacja w kierunku zaporowym) - przebicie lawinowe lub

zenera, prąd gwałtownie rośnie.

Bramki NAND w ukladzie TTL

Podstawowymi w technice cyfrowej układami, realizuja˛cymi funkcje kombinacyjne

i sekwencyjne sa˛ funktory logiczne potocznie zwane bramkami. Bramki wykonuja˛ róznorodne funkcje logiczne na 1, 2 lub wiekszej ilosci dwuwartosciowych wejsciowych zmiennych logicznych. Wyrózniamy bramki dla operacji: negacji NOT (Y = A), iloczynu logicznego AND (Y = A • B • . . .), sumy logicznej OR (Y = A+B+. . .)

oraz funkcji ALBO czyli operacji Ex-OR (Y = AoBo. . .). Podstawowa˛ i uniwersalna˛ dla wielu zastosowan´ jest bramka NAND. Wykonuje ona operacje negacji iloczynu (Y = A•B• . . .) i umozliwia zrealizowanie wszystkich powyzej zaprezentowanych funkcji logicznych. Dla realizacji technicznej układów cyfrowych sa˛ stosowane technologie monolityczne bazujace na tranzystorach unipolarnych oraz bipolarnych. Duze rozpowszechnienie, szczególnie w elektronice przemysłowej pozyskały układy scalone produkowane w technologii TTL (Transistor-Transistor-Logic) Technologia ta bazuje na tranzystorach bipolarnych a charakterystycznym dla niej jest zastosowanie wieloemiterowego tranzystora wejsciowego. Układy cyfrowe w technologii TTL sa˛ produkowane w wersjach: standardowych (SN74 . . . ),małej mocy (SN74L . . . ), szybkiej (SN74H . . . ) i bardzo szybkiej (SN74S . . . ). Równie˙z w wykonaniach dla celów przemysłowych (SN64 . . . ) i militarnych (SN54 . . . ). Układy scalone TTL charakteryzuja˛ sie˛duza˛ szybkos´cia˛ działania, małym poborem mocy, duza˛ odpornoscia˛ na zakłócenia, praca w szerokim zakresie temperatur, duza˛ niezawodnoscia˛ działania oraz pojedynczym napieciem zasilania. Najczęściej stosowane bramki (NAND) TTL to: - dwuwejściowe - 400, - trzywejściowe - 410, - czterowejściowe - 420, - ośmiowejściowe - 430. Funktor NAND jest układem funkcjonalnym pełnym, tzn. że za jego pomocą można realizować każdą funkcję logiczną. Realizacja sumy za pomocą funktora NAND:
x₁+x₂= ~~(x₁+x₂) =~(~x₁ * ~x₂).

Rys. 6.3.

Realizacja NAND: a)sumy logicznej, b) iloczynu logicznego

---