Классификация ОУ
По типу элементной базы[6]
На полевых транзисторах
На биполярных транзисторах
На электронных лампах (устарели)
Другие классификации
По входным сигналам:
Обычный двухвходовый ОУ;
ОУ с тремя входами [7]: третий вход, имеющий коэффициент передачи +1 (для чего используется внутренняя ООС), используется для расширения возможностей ОУ, например, смещение по напряжению выходных сигналов относительно входных, или возможность построения каскада с высоким выходным сопротивлением синфазному сигналу, что напоминает трансформатор с двумя обмотками, однако каскад на AD8132 передаёт и постоянный ток, что трансформатор не может.
По выходным сигналам:
Обычный ОУ с одним выходом;
ОУ с дифференциальным выходом
Области применения
Предусилители и буферные усилители звукового и видеочастотного диапазона
Компараторы напряжения
Дифференциальные усилители
Дифференциаторы и интеграторы
Фильтры
Выпрямители повышенной точности
Стабилизаторы напряжения и тока
Аналоговые вычислители
Аналого-цифровые преобразователи
Цифро-аналоговые преобразователи
Генераторы сигналов
Преобразователи ток-напряжение и напряжение- ток
Электронные устройства
Аналоговые
Выпрямитель
Источник питания
Усилитель
Операционный усилитель
Фазоинвертор
Компаратор
Генератор
Мультивибратор
Фильтр
Смеситель
Аналоговый умножитель
Магнитный усилитель
Импедансный согласователь
Аналоговый компьютер
Цифровые
Логический элемент:
элемент НЕ
Вентиль
Триггер
Компаратор
Генератор тактовых импульсов
Счётчик (электроника)
Шифратор (электроника)
Дешифратор
Мультиплексор (электроника)
Демультиплексор
Регистр (цифровая техника)
Полусумматор
Сумматор
Цифровой компаратор
Арифметическо-логическое устройство (АЛУ)
Микроконтроллер
Микропроцессор
Микрокомпьютер
Запоминающие устройства (память)
42.
Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на T-триггерах. Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).
Счётчики классифицируют:
по числу устойчивых состояний триггеров
на двоичных триггерах
на троичных триггерах[1]
на n-ичных триггерах
по модулю счёта:
двоично-десятичные (декада);
двоичные;
с произвольным постоянным модулем счёта;
с переменным модулем счёта;
по направлению счёта:
суммирующие;
вычитающие;
реверсивные;
по способу формирования внутренних связей:
с последовательным переносом;
с параллельным переносом;
с комбинированным переносом;
кольцевые;
по способу переключения триггера:
синхронные;
асинхронные;
Счётчик Джонсона
Двухразрядный двоичный счётчик с последовательной организацией переноса на JK-триггере.
Двоичные счетчики
Схему двоичного счетчика можно получить с помощью формального синтеза, однако более наглядным путем представляется эвристический. Таблица истинности двоичного счетчика — последовательность двоичных чисел от нуля до 2 n − 1, где n - разрядность счётчика. Наблюдение за разрядами чисел, составляющих таблицу, приводит к пониманию структурной схемы двоичного счетчика. Состояния младшего разряда при его просмотре по соответствующему столбцу таблицы показывают чередование нулей и единиц вида 01010101..., что естественно, т. к. младший разряд принимает входной сигнал и переключается от каждого входного воздействия. В следующем разряде наблюдается последовательность пар нулей и единиц вида 00110011.... В третьем разряде образуется последовательность из четверок нулей и единиц 00001111... и т.д. Из этого наблюдения видно, что следующий по старшинству разряд переключается с частотой, в два раза меньшей, чем данный. Известно, что счетный триггер делит частоту входных импульсов на два. Сопоставив этот факт с указанной выше закономерностью, видим, что счетчик может быть построен в виде цепочки последовательно включенных счетных триггеров. Заметим, кстати, что согласно ГОСТу входы элементов изображаются слева, а выходы справа. Соблюдение этого правила ведет к тому, что в числе, содержащемся в счетчике, младшие разряды расположены левее старших.
41.
Начало формы
|
Конец формы
Свободными носителями заряда в полупроводниках, как правило, являются электроны, возникающие в результате ионизации атомов самого полупроводника (собственная проводимость) или атома примеси (примесная проводимость). В некоторых полупроводниках носителями заряда могут быть ионы. На рисунке 9.1 показана атомная модель кремния и энергетическая диаграмма собственного полупроводника, в котором происходит процесс генерации носителей заряда.
Здесь был рисунок
Рис. 9.1. Атомная модель кремния и энергетическая диаграмма собственного полупроводника
При абсолютном нуле зона проводимости пустая, как у диэлектриков, а уровни валентной зоны полностью заполнены. Под действием избыточной энергии Wo, появляющейся за счет температуры, облучения, сильных электрических полей и т.д., некоторая часть электронов валентной зоны переходит в зону проводимости. Энергия W o в случае беспримесного полупроводника, равна ширине запрещенной зоны и называется энергией активации. В валентной зоне остается свободное энергетическое состояние, называемое дыркой, имеющей единичный положительный заряд.
При отсутствии электрического поля дырка, как и электрон, будет совершать хаотические колебания, при этом происходят и обратные переходы электронов из зоны проводимости на свободные уровни валентной зоны (рекомбинация). Эти процессы условно показаны на рисунке 9.2.
Электропроводность, возникающая под действием электрического поля за счет движения электронов и в противоположном направлении такого же количества дырок, называется собственной. В удельную проводимость полупроводника дают вклад носители двух типов - электроны и дырки
 ,
| 9.1 |
где n и n — концентрация и подвижность электронов,
p и p — концентрация и подвижность дырок.
Для собственного полупроводника концентрация носителей определяется шириной запрещенной зоны и значением температуры по уравнению Больцмана
| 9.2 |
то есть при 0< kT < Wo переброс через запрещенную зону возможен. В собственном полупроводнике концентрация электронов ni равна концентрации дырок pi, ni = pi, ni + pi = 2ni.
Подвижность носителей заряда представляет скорость, приобретаемую свободными электронами или ионами в электрическом поле единичной напряженности
 , м2/(В. с)
| 9.3 |
Подвижность дырок существенно меньше, чем подвижность электронов. Подвижность электронов и дырок в некоторых полупроводниках показана в таблице.
| Полупроводники | Подвижность электронов м2/(В.с) | Подвижность дырок м2/(В.с) |
| Ge | 0.380 | 0.180 |
| Si | 0.135 | 0.050 |
| GaAs | 0.820 | 0.040 |
| InAs | 3.000 | 0.020 |
| InSb | 7.000 | 0.400 |
Наибольшая подвижность была обнаружена в антимониде индия InSb и в арсениде индия InAs.
Примесная проводимость. Поставка электронов в зону проводимости и дырок в валентную зону может быть за счет примесей, которые могут ионизоваться уже при низкой температуре. Энергия их активации значительно меньше энергии, необходимой для ионизации основных атомов вещества. Примеси, поставляющие электроны в зону проводимости, занимают уровни в запретной зоне вблизи дна зоны проводимости. Они называются донорными. Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны, располагаются на уровнях в запретной зоне вблизи потолка валентной зоны и называются акцепторными. На рисунке 9.3 показаны энергетические диаграммы полупроводника, содержащего донорные и акцепторные примеси.
Примеси с энергией W o<0.1 эВ являются оптимальными. Их относят к "мелким" примесям. Мелкие уровни определяют электропроводность полупроводников в диапазоне температур 200–400 К, "глубокие" примеси ионизуются при повышенных температурах. Глубокие примеси, влияя на процессы рекомбинации, определяют фотоэлектрические свойства полупроводников. С помощью глубоких примесей можно компенсировать мелкие. Можно получить материал с высоким удельным сопротивлением. Например, глубокими акцепторами полностью компенсировать влияние мелких донорных примесей.
В примесном полупроводнике взаимосвязь между количеством электронов и дырок подчиняется закону действующих масс n . p=ni2, где ni собственная концентрация. Таким образом, чем больше вводится электронов, тем меньше концентрация дырок. На рисунке 9.4 на энергетической диаграмме (по Ш.Я. Коровскому) показаны донорные и акцепторные уровни различных примесей в германии и кремнии.
Общее выражение для удельной электрической проводимости полупроводника с примесями можно записать так
| 9.4 |
где первый член определяет собственную, а второй примесную проводимости
40.
Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
Аналоговые и цифровые[1][2][3] мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом сопротивление между ними невелико — порядка единиц/десятков ом). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень ('0' или '1') с выбранного входа. Аналоговые мультиплексоры иногда называют ключами. [4]
Устройство, противоположное мультиплексору по своей функции, называется демультиплексором.
Схема мультиплексора 2-к-1. 
Демультиплексор — устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору. Демультиплексоры обозначают через DMX или DMS. Если между числом выходов и числом адресных входов действует соотношение n=2m для двоичных демультиплексоров или n=3m для троичных демультиплексоров, то такой демультиплексор называют полным. Если n<2m для двоичных демультиплексоров или n<3m для троичных демультиплексоров, то демультиплексор называют неполным. Функции демультиплексоров сходны с функциями дешифраторов. Дешифратор можно рассматривать как демультиплексор, у которого информационный вход поддерживает напряжение выходов в активном состоянии, а адресные входы выполняют роль входов дешифратора. Поэтому в обозначении как дешифраторов, так и демультиплексоров используются одинаковые буквы - ИД.
Демультиплексоры выполняют унарные (одновходовые, однооперандные) логические функции с n-арным выходом.
Схема демультиплексора "1 на 3" с управлением от трёхбитного одноединичного трита
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 81 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |