1tom191

7. ELEKTRONIKA

_7>3. UKŁADY ELEKTRONICZNE

.385

Ujs

n

^UDD ■

m

I

m.

Rys. 7.68. Programowalna matryca bramek (ang. Gate Array), rozmieszczenie elementów na strukturze krzemowej / obwody we/wy (pola kontaktowe),

2 — pojedyncze kolumny komórek tranzystorowych, 3 — podwójne kolumny komórek tranzystorowych, 4 kanały na sieć połączeń dwuwarstwowych (metalizacje)

Rys. 7.70. Charakterystyki: a) prądowo-napięciowa stabilizatora z zabezpieczeniami nadprądowymi:

] - z nastawionym prądem granicznym, 2 — z ograniczeniem stałoprądowym, 3 — z ograniczeniem prądu powrotnego; b) charakterystyka dynamiczna — określenie czasu powrotu

Uoo

n

rr

Uss

Układy ASIC są najczęściej wytwarzane w różnych odmianach technologii CMOS. Spotyka się także BIMOS — Arrays (struktura logiczna CMOS, bufory w technologii bipolarnej). Wytworzenie układu wymaga tylko zaprojektowania szablonu połączeń elementów matrycy. Ostatnio firma INTEL oferuje wymazywalnc, tj. reprogramowalne matryce typu PLA (EPLD — Erasable PLD). Są także matryce z komórkami analogowymi i mieszane. Dla przykładu dane matrycy bramek U5200 (NRD): technologia CMOS, 12000 tranzystorów na strukturze (czipie), U_DD = 4,75 t-5,25 V, częstotliwość impulsów 1 h-4 MHz, czas propagacji bramki 5 ns.

7.3.8. Zasilacze stabilizowane. Stabilizatory napięcia

Zasilanie układów elektronicznych [7.3] wymaga utrzymania z założoną dokładnością wartości napięcia zasilającego pomimo w'ahań napięć źródła energii U„ zmian prądu obciążenia I„, wahań temperatury otoczenia i elementów zasilacza T, starzenia się elementów zasilacza itd. Ogólną strukturę zasilacza stabilizowanego przedstawia rys. 7.69 przy dwóch różnych źródłach energii: sieci energetycznej ogólnej oraz autonomicznego źródła energii w postaci ogniwa pierwotnego lub wtórnego. W celu uzyskania stabilnego napięcia U„ (stosuje się też stabilizację prądu IJ należy zastosować samoczynnie działający układ zwany dalej stabilizatorem. Charakterystykę prądowo-napięciową stabilizatora z zabezpieczeniem nadprądowym (od zwarć lub przeciążeń) przedstawia rys. 7.70a. Ważna

Rys. 7.69. Zasilacze stabilizowane prądu stałego: a) źródło mocy sieć energetyczna jednofazowa; b) źródło mocy ogniwo pierwotne lub wtórne

1 transformator (dopasowanie napięć), 2 — prostownik, 3 — filtr wygładzający. 4 — stabilizator.

5 odbiornik o zmiennym poborze energii; 1 -r2 przetwornik dopasowujący napięcia źródeł prądu stałego

Zasilacz stabilizowany

	7 -w-			|ti
	Z_		Ar

jest także stabilność dynamiczna, określana czasem powrotu t_lr wartości U₀ zaburzonej przez nagłą zmianę I₀ lub U, do pola tolerancji (rys. 7.70b).

We współczesnej elektronice sygnałowej stosuje się głównie monolityczne stabilizatory (regulatory) napięcia, gdyż są mniejsze i lżejsze niż stabilizatory budowane z elementów dyskretnych, są mniej wrażliwe na zmiany temperatury, są bardziej niezawodne, łatwo wykonać jc z zabezpieczeniami przcciwzwarciowymi, mogą być stosowane jako stabilizatory lokalne i umieszczane na płytkach drukowanych obok innych obwodów scalonych [7-12],

Według zasady realizacji stabilizacji rozróżnia się stabilizatory parametryczne i kompensacyjne, ponadto rozróżnia się stabilizatory o pracy ciągłej i impulsowej. Przedstawiono koncepcje tych odmian. Stabilizatory parametryczne wykorzystują nieliniowe charakterystyki prądowo-napięciowe takich elementów Jak dioda Zenera (zwana też stabilistorem lub stabilitronem) lub rezystory nieliniowe. Przy niezbyt wygórowanych wymaganiach jakościowych tanim i prostym stabilizatorem jest dioda Zenera (rys. 7.71).

— Oz + Iz^rd
=b '°
V	Rys. 7.71. Stabilizator parametryczny z diodą Zenera M rd — rezystancja dynamiczna DZ; Rx rezystor determinujący
"h 7102	I ^L punkt pracy

(7.41)

j*^ezystor R_s dobiera się do założonych zakresów napięć (t/_jmax, U_imin) i prądów (7_Z ^J2»ut,)- Jakość stabilizacji określają współczynniki:

stabilności wyjściowej S_u = rezystancji wyjściowej r„ =

Mo d U _t

d U.

I. ^Rs + ^rd

(7.42a)

dl,

(7.42b)

ij

•Jest to stabilizator o pracy ciągłej; jego sprawność jest mała, od kilku do kilkudziesięciu Procent (< 40%).

^{5 p}wadnik inżyniera elektryka tom 1