Сложный инвертор

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Министерство науки и образования РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ПЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине Микроэлектроника

Сложный инвертор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2011

1. Задание к курсовому проекту по дисциплине Микроэлектроника

 

Рассчитать элементы базовой схемы (рис. 1) логического элемента ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) 3И-НЕ, обеспечивающие ее работу. Коэффициент разветвления принять равным 15. Значение принять равным 10 для всех транзисторов в схеме. Построить характеристику сложного инвертора.

 

Рисунок 1 - Сложный инвертор

 

2. Описание сложного инвертора

 

При подаче высокого уровня напряжения на вход транзистора VT1, переходы Э-Б транзистора VT1смещены в обратном направлении и ток через переход К-Б проходит в базу транзистора VT2, далее ток проходит в базу транзистора VT4, что приводит транзисторы VT2 и VT4 к насыщению. МЭТ (многоэмитторный транзистор) работает в инверсном активном режиме, т.к. все переходы Э-Б смещены в обратном направлении, а переход К-Б смещен в прямом направлении. Транзистор VT3 закрывается, т.к. напряжение между коллекторами транзисторов VT2 и VT4 становится ниже, чем суммарный порог отпирания транзистора VT3 и смещающего диода VD. Диод предназначен для надежного запирания транзистора VT3 при насыщении транзисторов VT2 и VT4. В результате выходное напряжение UкVT4 соответствует низкому уровню напряжения. Когда напряжение хотя бы на одном из выходов равно низкому уровню напряжения, то соответствующий переход Э-Б МЭТ смещается в прямом направлении и весь ток, протекающий через сопротивление R1, поступает во входящую цепь схемы и МЭТ входит в насыщение, коллекторный ток МЭТ уменьшается. При этом напряжение на базе транзистора VT2 составляет сотые доли вольта, поэтому транзисторы VT2 и VT4 закрыты.

 

. Исходные данные

 

Еп=5В,

=30,

Краз=15,

Uвх0=1,5В,

Uвх1=2,5В,

Uвых0=0,1В,

Uвых1=3,8В,

Iвых=20мА.

 

Константы, используемые в дальнейшем расчете схемы:

 

 

. Расчет схемы

 

. Рассчитаем напряжение UR4:

 

Напряжение на диоде VD: UD=0,2В.

 

 

Определим сопротивление R4:

 

 

Рассчитаем мощность этого резистора:

 

 

Выбираем резистор МЛТ-0,125, номиналом 20Ом;

Транзистор VT3 открыт, транзисторы VT2 и VT4 закрыты (рис. 2).

Рисунок 2

 

. Рассчитаем напряжение UR2:

 

 

Определим сопротивление R2:

 

 

Рассчитаем ток на резисторе R2:

 

 

Рассчитаем мощность этого резистора:

 

 

Выбираем резистор МЛТ-0,125, номиналом 220Ом;

сложный инвертор транзистор

 

3. Рассчитаем токи на транзисторе VT4 и сопротивление R3 (рис.3):

 

Рисунок 3

 

Рассчитаем ток базы IБVT4:

 

 

Рассчитаем ток на резисторе R3:

 

 

Определим сопротивление R3:

 

 

Рассчитаем мощность этого резистора:

 

 

Выбираем резистор МЛТ-0,125, номиналом 36Ом;

4. Рассчитаем токи на транзисторе VT2:

Рассчитаем ток эмиттера VT2:

 

 

Рассчитаем ток базы VT2:

 

 

. Рассчитаем токи на транзисторе VT1 и сопротивление R1 (рис.4):

 

Рисунок 4

 

Рассчитаем ток базы транзистора VT1:

 

 

Определим сопротивление R1:

 

 

Рассчитаем мощность этого резистора:

 

 

Выбираем транзистор МЛТ-0,125, номиналом 2кОм;

 

. Расчет и построение выходной характеристики (рис.5):

 

Рисунок 5

 

Условие перехода из активного режима в режим насыщения:

 

 

Построим выходную характеристику:

 

Выходная характеристика.

 

. Расчет и построение входной характеристики (рис.6):

 

Рисунок 6

 

 

Построим входную характеристику:

 

Входная характеристика.

 

. Выбор транзистора:

 

Выбираем транзистор малой мощности, таким образом, чтобы предельный ток коллектора превышал заданного выходного тока, подходит транзистор КТ315Ж.

 

Его номинальные параметры:

Тип элементаКТ315Ж506010039310…2201

КТ315Ж - Транзистор высокочастотный, маломощный, n-p-n.

Список используемой литературы

 

1 Горюнов Н.Н. Справочник. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Москва. Энергоатомиздат. 1985. 904с.;

Нечаев И.А. Конструкции на логических элементах цифровых микросхем. Москва. Радио и связь. 1992. 120с.;

Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. Учебник. 2005. 768с.;

Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. Москва. Высшая школа. 1991. 526с.;

Подъяков Е.А., Орлик В.В., Брованов С.В. Электронные цепи и микросхемотехника. Часть 1-5. Новосибирск. 2003. 196с.;

Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Москва. Металлургия. 1988. 352с.;

Янсен Й. Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС. Москва. Мир. 1987. 334с.