Teoria 3

ROZKURWAM

FOREVER NA ZAMSZE

6, TREŚCI PROGRAMOWE

lp.	Semestr I	liczba godzin
	temat/tematyka zająć	wkł.	ćw.	lab.	prj.	sem.
1	Podstawowe elementy elektroniczne. Diody, tranzystory bipolarne i unipolarne	6		4
2	Bramki logiczne diodowe, DTL i inwertor CMOS	2		4
3	Bramki logiczne TTL. Skale scalenia układów elektronicznych (SSI, MSI, LSI, VLSI, GLSI)	2		4
4	Układy logiczne CMOS (bramki logiczne, koder/dekoder, multiplekser, sumator 1-bitowy)	2
5	Przerzutniki (rodzaje) i ich zastosowania (rejestry, liczniki, pamięci statyczne).	2		4
Razem		14		16

Tranzystor - półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału. Dzielimy je na bipolarne i unipolarne.

Tranzystory bipolarne - najczęściej wykonane z krzemu, rzadziej z germanu. Rozróżniamy:

*    Tranzystor NPN

*    Tranzystor PNP

Tranzystory unipolarne (FET) dzielimy na:

*    Złączowe JFET

*    Z Izolowana bramka (MOSFET)

Ze względu na rodzaj charakterystyki prądowo napięciowej rozróżniamy tranzystory:

*    z kanałem wzbogacanym - normalnie wyłączone, kanał otworzy sie dopiero, gdy napięcie progowe przekroczy charakterystyczna wartość Ut (Napięcie progowe)

*    z kanałem zubożanym - normalnie włączone, tzn. istnieje kanał przy zerowym napięciu.

Tranzystor Bipolarny - składa sie z trzech Obszarów półprzewodnika o przeciwnym typie przewodnictwa, co powoduje powstanie dwóch złączy: PN i NP. Każdy z trzech obszarów ma swoja nazwę - baza, emiter, kolektor.

Tranzystor bipolarny PNP Emiter

Baza o-^

Kolektor

Tranzystor bipolarny NPN Emiter

Baza o-^

Kolektor

Tranzystor unipolarny (MOSFET) ■ tranzystor o strukturze: metal, tlenek, półprzewodnik. Przepływ prądu następuję pomiędzy zrodlem i drenem przez tzw. kanał. Sterowanie prądem następuję poprzez zmianę napięcia bramka-zrodlo. Rozróżniamy dwa typy tranzystorów MOS: *Z kanałem zubożanym (z kanałem wbudowanym) - normalnie włączone, tj. takie, w których istnieje kanał przy zerowym napięciu bramka-zrodlo *Z kanałem wzbogacanym (z kanałem indukowanym) - normalnie wyłączone - kanał tworzy sie dopiero, gdy napięcie bramka-zrodlo przekroczy charakterystyczna wartość Ut (napięcie progowe).

Symbol graficzny tranzystora unipolarnego MOSFET:

z kanałem zubożanym

	:	)ren )		I	)ren
B		p	B		p
r a		u , d - 1 o	r a		o =-; d ]
m		z	m		o z
k		e	k		e
a	Zrodlo		a	Zrodlo
z kanałem typu P			z kanałem typu N

z kanałem wzbogacanym Dren

a

Dren

Zrodlo

z kanałem typu P

z kanałem typu N

CMOS - technologia wytwarzania układów cyfrowych, składających sie z tranzystorów MOS o przeciwnym typie przewodnictwa (PMOSI NMOS) połączonych w takich sposob, ze w ustalonym stanie logicznym przewodzi tylko jeden z nich.

Inwerter CMOS zbudowany jest z dwóch tranzystorów. Jeden z kanałem typu N (NMOS) drugi z kanałem typu P (PMOS).

Przy zerowym napięciu Ugs= 0 żaden tranzystor nie przewodzi (U® - naplecie bramka-zrodlo)

Charakterystyki inwertera CMOS

V

cc

Pi

u.

h

h

T,

H

h T,

u

O

Uh

N

V

ss

Charakterystyka przejściowa i poboru prądu

34

zab. - zablokowany; n.n. - nienasycony; nas. - nasycony Tabelka prawdy inwerbera CMOS

A	U i \V]	U„ \V]	F = A
0	0 V	5 v	1
1	5 v	0,01 V	0

Gdy napięcie wejściowe Ui = Ugs jest równe 0. tranzystor Tn (NMOS) jest wyłączony.

Dla tranzystora Tp (PMOS) napięcie Ugs = -Udd. zatem Tp (PMOS) jest włączony.

Napięcie wyjściowe jest row^rne napięciu Udd. co oznacza stan 1.

Gdy napięcie wejściowe jest dodatnie, tranzystor Tn (NMOS) jest wdaczony. a Tp (PMOS) wyłączony. Napięcie wyjsciow^re jest rowrne 0V, co oznacza stan 0.

Charakterystyka tranzystorów MOSFET z kanałem wbudowanym (zubożanym):

typu N

zamknięcie

kanału

typuP

Charakterystyka tranzystorów MOSFET z kanałem indukowanym (wzbogacanym):

typu N

typuP