Àâòoìaòè÷ecêoå óïpaâëeíèå oáopóäoâaíèeì

Çaäaíèe

1. Pac÷èòaòü cxeìó ïpocòeéøeão còaáèëèçaòopa íaïpÿæeíèÿ, ïocòpoeííoão ía oäíoïoëóïepèoäíoì âûïpÿìèòeëe ïpè íaïpÿæeíèè ïèòaþùeé ceòè UC = 1500Â, ïaäeíèè íaïpÿæeíèÿ ía p-n ïepexoäe âûïpÿìëÿþùeão äèoäa Uvd = 1,5Â, íaïpÿæeíèè còaáèëèçaöèè

Ucò = 870Â, coïpoòèâëeíèe íaãpóçêè Rí = 525Oì, òoêe còaáèëèçaöèè Icò = 34,5ìA.

Oïècaòü paáoòó âûïpÿìèòeëÿ c ècïoëüçoâaíèeì âpeìeííûx äèoãpaìì, äaòü èx ïoÿcíeíèe

2. Peaëèçoâaòü ëoãè÷ecêóþ ôóíêöèþ ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax è óêaçaòü çía÷eíèÿ ïpoìeæóòo÷íûx cèãíaëoâ (çíaê ïoä÷¸pêèâaíèÿ óêaçûâaeò ía èíâepcíoe çía÷eíèe ëoãè÷ecêoé ïepeìeííoé):

ó = (x1 · x2 · x3 + x4 · x5 + x6) · (x7 + x8) · x9

3. Cocòaâèòü cxeìó aâòoìaòè÷ecêoão óïpaâëeíèÿ oáopóäoâaíèeì, êoòopaÿ coäepæaëa áû ïÿòü äaò÷èêoâ êoíe÷íoão ïoëoæeíèÿ. Íeêoòopûe äaò÷èêè äoëæíû èìeòü èíâepcíoe çía÷eíèe cèãíaëa. Oïècaòü íaçía÷eíèe êaæäoão äaò÷èêa. Cocòaâèòü ëoãè÷ecêoe âûpaæeíèe, oïècûâaþùee paáoòó cxeìû, è peaëèçoâaòü eão ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax.

4. Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ ìóëüòèïëeêcopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì óïpaâëeíèeì. Peaëèçoâaòü ìóëüòèïëeêcop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax. Ïpèâecòè ïpèìep ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è cèãíaëa c oäíoão èç âxoäoâ ía âûxoä

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé / íoìep âxoäa: 19/16

5. Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ äeìóëüòèïëeêcopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì ópaâíeíèeì. Peaëèçoâaòü äeìóëüòèïëeêcop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax. Ïpèâecòè ïpèìep paáoòû ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è cèãíaëa co âxoäa ía oäèí èç âûxoäoâ

Êoëè÷ecòâo âûxoäíûx ëèíèé / íoìep âûxoäa: 10/7

6. Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ øèôpaòopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì ópaâíeíèeì. Peaëèçoâaòü øèôpaòop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax. Ïpèâecòè ïpèìep paáoòû ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è cèãíaëa ía oäíó èç âxoäíûx ëèíèé

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé / íoìep âûxoäíoé ëèíèè: 19/16

7. Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ äeøèôpaòopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì ópaâíeíèeì. Peaëèçoâaòü äeøèôpaòop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax

Ïpèâecòè ïpèìep paáoòû ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è ía âxoä êoäa â äecÿòè÷íoé cècòeìe c÷ècëeíèÿ.

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé / äecÿòè÷íûé êoä: 10/7.

8. Oòâeòèòü ía âoïpocû

8.1 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû äèoäa

8.2 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû còaáèëèòpoía

8.3 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû ìocòoâoão âûïpÿìèòeëÿ

8.4 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû áèïoëÿpíoão è ïoëeâoão òpaíçècòopa

8.5 - ocíoâíûe cxeìû âêëþ÷eíèÿ áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa è ocoáeííocòè èx paáoòû

8.6 - íaçía÷eíèe oïepaöèoííoão ócèëèòeëÿ;

8.7 - ócòpoécòâo è ïpèíöèï paáoòû ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòoâ, ìóëüòèïëeêcopa, äeìóëüòèïëeêcopa, øèôpaòopa, äeøèôpaòopa, cóììaòopa;

8.8 - íaçía÷eíèe ìèêpoêoíòpoëëepa.

Äoïoëíèòeëüío: - Êëaccèôèêaöèÿ ôèëüòpoâ, ïocòpoeíèe è cxeìû aêòèâíûx ôèëüòpoâ.

Çaäaíèe 1 - Pac÷èòaòü cxeìó còaáèëèçaòopa íaïpÿæeíèÿ â oäíoïoëóïepèoäíoì âûïpÿìèòeëe:

U1 = 1500Â; Ucò = 870Â; U_VD = 1,5Â; Rí = 525Oì; Icò = 34,5ìA.

Cxeìa ïpèâeäeía ía pèc.1.1 îía âêëþ÷aeò â ceáÿ âûïpÿìèòeëüíûé äèoä VD1, áaëëacòíûé peçècòop Rá, còaáèëèòpoí VD2 è íaãpóçêó Rí. Paáoòa cxeìû áeç cãëaæèâaþùeão êoíäeícaòopa Cô ïoêaçaía ía âûxoäe VD1, èëè U2, cocòoÿùee èç ïoëoæèòeëüíûx ïoëóâoëí U1 - U_VD. Íaïpÿæeíèe U_VD1 ïoêaçaío â ïoëoæèòeëüíoì ïoëóïepèoäe, oío cocòaâëÿeò ?1,5Â, â oòpèöaòeëüíûé ïoâòopÿeò U1.

Uoáp. max =· U1=2120Â.



Ucò äo íaïpÿæeíèÿ ïpoáoÿ VD2 íapacòaeò oò 0 äo Ucò. ïocëe ïpoáoÿ ocòa¸òcÿ ?Ucò. Ií ïo ôopìe ïoâòopÿeò Ucò. Òoê ÷epeç còaáèëèòpoí Icò äo ìoìeíòa ïpoáoÿ VD2 paâeí 0, äaëee oí paâeí

Pac÷¸ò cxeìû

= 2120Â.

Rá âûáepeì èç ócëoâèÿ

Icò = 34,5ìA.

Òaêèì oápaçoì, cxeìa pac÷èòaía.

Rá = 384,5 Oì.

U_VD1oáp.max = 2120Â.

Çaäaíèe 2 - Peaëèçoâaòü ëoãè÷ecêóþ ôóíêöèþ ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax è óêaçaòü çía÷eíèÿ ïpoìeæóòo÷íûx cèãíaëoâ (çíaê ïoä÷¸pêèâaíèÿ óêaçûâaeò ía èíâepcíoe çía÷eíèe ëoãè÷ecêoé ïepeìeííoé)

Pèc. 2.1 Ëoãè÷ecêaÿ ôóíêöèÿ

Çaäaíèe 3 - Cocòaâèòü cxeìó aâòoìaòè÷ecêoão óïpaâëeíèÿ oáopóäoâaíèeì, êoòopaÿ coäepæaëa áû ïÿòü äaò÷èêoâ êoíe÷íoão ïoëoæeíèÿ. Oïècaòü oáúeêò è ïpoöec óïpaâëeíèÿ

Ïócòü ýòo áóäeò êaáèía ëèôòa. Ïpoxoæäeíèe êoìaíäû ía äâèæeíèe ââepx ïpè íaæaòèè êíoïêè âíóòpè êaáèíû. Äâepü øaxòû ëèôòa èìeeò 2 äaò÷èêa çaêpûòèÿ (ía êaæäóþ ïoëoâèíó äâepè), aíaëoãè÷ío äâepü êaáèíû - òaêæe èìeeò 2 äaò÷èêa. Ïpè çaêpûòûx ïoëoâèíêax äâepè oíè çaìêíóòû. Òaêæe ïoë êaáèíû èìeeò íopìaëüío çaìêíóòûé äaò÷èê ïepeãpóçêè, êoòopûé paçìûêaeòcÿ ïpè íeäoïócòèìo áoëüøoì âece â êaáèíe.

Ïpè íaæaòèè êíoïêè «ââepx» cèãíaë (ïocëeäoâaòeëüío) ïpoxoäèò ÷epeç öeïü, cocòaâëeííóþ èç çaìêíóòûx êoíòaêòoâ âcex 5 äaò÷èêoâ è ïoïaäaeò ía ècïoëíèòeëüíûé ìexaíèçì - äâèãaòeëü ëeá¸äêè.

Ïpèíöèï paáoòû

Oáoçía÷èì:

ÊÂ - «êoìaíäa ââepx».

Ø1, Ø2 - äaò÷èêè êoíe÷íoão ïoëoæeíèÿ äâepeé øaxòû ëèôòa.

D1, D2 - äaò÷èêè êoíe÷íoão ïoëoæeíèÿ äâepeé êaáèíû.

n - äaò÷èê ïepeãpóçêè êaáèíû ëèôòa.

Ècxoäíûe çía÷eíèÿ

Ø1, Ø2, D1, D2 = 1 - äâepè çaêpûòû.

n = 1 - ecòü ïepeãpóçêa.

ÈÌ = 1 - âûêëþ÷èòü äâèãaòeëü.

ÈÌ = (Ø1^ Ø2 ^ D1^ D2 ^ n) · KB.



Pèc. 3.1 Cxeìa AÓ

Çaäaíèe 4 - Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ ìóëüòèïëeêcopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì óïpaâëeíèeì. Peaëèçoâaòü ìóëüòèïëeêcop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax. Ïpèâecòè ïpèìep ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è cèãíaëa c oäíoão èç âxoäoâ ía âûxoä

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé / íoìep âxoäa: 19/16.

Òeopeòè÷ecêoe ââeäeíèe

Áoëüøaÿ ÷acòü äaííûx â öèôpoâûx cècòeìax ïepeäa¸òcÿ íeïocpeäcòâeíío ïo ïpoâoäíèêaì ïe÷aòíûx ïëaò. Oáû÷ío âoçíèêaeò íeoáxoäèìocòü â ìíoãoêpaòíoé ïepeäa÷e èíôopìaöèoííûx äâoè÷íûx cèãíaëoâ èç oäíoão ìecòa â äpóãoe.  íeêoòopûx cëó÷aÿx íóæío ïepeäaâaòü äaííûe ía áoëüøèe paccòoÿíèÿ ïo òeëeôoííûì ëèíèÿì è êaáeëÿì. Ecëè áû âce äaííûe ïepeäaâaëècü oäíoâpeìeíío ïo ïapaëeëüíûì ëèíèÿì câÿçè, oáùaÿ äëèíía òaêèx êaáeëeé áûëa áû cëèøêoì âeëèêa è oíè áûëè áû cëèøêoì äopoãè.

Âìecòo ýòoão äaííûe ïepeäaþòcÿ ïo oäíoìó ïpoâoäó â ïocëeäoâaòeëüíoé ôopìe è ãpóïïèpóþòcÿ â ïapaëeëüíûe äaííûe ía ïpè¸ìíoì êoíöe ýòoé eäèícòâeííoé ëèíèè câÿçè. Ócòpoécòâa, ècïoëüçóeìûe äëÿ ïocëeäoâaòeëüíoé ïocûëêè è ïpè¸ìa äaííûx, íaçûâaþòcÿ cooòâeòcòâeíío ìóëüòèïëeêcop è äeìóëüòèïëeêcop. Ïapaëeëüíûe äaííûe oäíoão èç öèôpoâûx ócòpoécòâ c ïoìoùüþ ìóëüòèïëeêcopa ïpeoápaçóþòcÿ â ïocëeäoâaòeëüíûe èíôopìaöèoí-íûe cèãíaëû, êoòopûe ïepeäaþòcÿ ïo oäíoìó ïpoâoäó.

Ía âûxoäe äeìóëüòèïëeêcopa ýòè ïocëeäoâaòeëüíûe cèãíaëû cíoâa ãpóïïèpóþòcÿ â ïapaëeëüíûe äaííûe.

Âxoäû ìóëüòèïëeêcopa äeëÿòcÿ ía äâe ãpóïïû: èíôopìaöèoííûe è óïpaâëÿþùèe (aäpecóþùèe).

x0	x1	x2	x3	x4	I	ó
0	0	0	0	0	i0	i0
0	0	0	0	1	i1	i1
0	0	0	1	0	i2	i2
0	0	0	1	1	i3	i3
0	0	1	0	0	i4	i4
0	0	1	0	1	i5	i5
0	0	1	1	0	i6	i6
0	0	1	1	1	i7	i7
0	1	0	0	0	i8	i8
0	1	0	0	1	i9	i9
0	1	0	1	0	i10	i10
0	1	0	1	1	i11	i11
0	1	1	0	0	i12	i12
0	1	1	0	1	i13	i13
0	1	1	1	0	i14	i14
0	1	1	1	1	i15	i15
1	0	0	0	0	i16	i16
1	0	0	0	1	i17	i17
1	0	0	1	0	i18	i18

Ìóëüòèïëeêcop - êoìáèíaöèoííoe ócòpoécòâo, oáecïe÷èâaþùee êoììóòaöèþ oäíoão èç âxoäoâ ía oáùèé âûxoä ïoä óïpaâëeíèeì cèãíaëoâ ía aäpecíûx âxoäax.

Cèíòeç ìóëüòèïëeêcopa

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé/íoìep âxoäa: 19/16

Êoëè÷ecòâo paáo÷èx âxoäoâ Npaá = 19 (i0 … i18). Äëÿ çaäaííoão êoëè÷ecòâa âxoäíûx ëèíèé N = 6 âûáepeì ÷ècëo aäpecíûx ëèíèé x Nadr = OÊPÂÂEPX (log₂(Npaá))=5(x0…x4). ×ècëo âoçìoæ-íûx êoìáèíaöèé 2^Nadr, èç íèx paçpeø¸ííûìè c÷èòaeì ïepâûe N. Èìeíío ïo íèì âxoäíoé cèãíaë c cooòâeòcòâóþùeão âxoäa ïepeäa¸òcÿ ía âûxoä ó. äëÿ çaïpeù¸ííûx êoìáèíaöèé ïpèìeì ó = 0.

Ëoãè÷ecêoe ópaâíeíèe paáoòû ìóëüòèïëeêcopa:

Äëÿ ïepeäa÷è cèãíaëa c âxoäíoé ëèíèè ¹15 (i14) ía âûxoä ó íaäo ïoäaòü ía aäpecíûe ëèíèè x êoä 01110 (â òaáëèöe êoìáèíaöèÿ âûäeëeía). Cxeìa ïpèâeäeía ía pèc.4.

Ïpè ïoäa÷e óêaçaííoé êoìáèíaöèè ôopìèpóeòcÿ «1» ía âûxoäax ýïeìeíòa &15, oòêpûâaeòcÿ âeíòèëü è i2 ïepeäa¸òcÿ ía âûxoä ó.



Pèc. 4.1 Cxeìa ìóëüòèïëeêcopa - 19/16

Çaäaíèe 5 - Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ äeìóëüòèïëeê-copa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì ópaâíeíèeì. Peaëèçoâaòü äeìóëüòèïëeêcop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax. Ïpèâecòè ïpèìep paáoòû ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è cèãíaëa co âxoäa ía oäèí èç âûxoäoâ

Êoëè÷ecòâo âûxoäíûx ëèíèé / íoìep âûxoäa: 10/7

Cèíòeç äeìóëüòèïëeêcopa

Êoëè÷ecòâo âûxoäíûx ëèíèé/íoìep âûxoäa: 10/7

Äeìóëüòèïëeêcopoì íaçûâaeòcÿ êoìáèíaöèoííoe ócòpoécòâo, oáecïe÷èâaþùee êoììóòaöèþ eäèícòâeííoão âxoäa ía oäèí èç âûxoäoâ ïoä óïpaâëeíèeì cèãíaëoâ ía aäpecíûx âxoäax.

Êoëè÷ecòâo paáo÷èx âûxoäoâ

Npaá.=10(ó0…ó7)

Äëÿ çaäaííoão êoëè÷ecòâa âûxoäíûx ëèíèé N=10 âûáepeì ÷ècëo aäpecíûx ëèíèé

x Nadr=OÊPÂÂEPX (log₂(Npaá))=4(x0…x3)

×ècëo âoçìoæíûx êoìáèíaöèé 2^Nadr, èç íèx paçpeøoíûìè c÷èòaeì ïepâûe N. Èìeíío ïo íèì âxoäíoé cèãíaë I ïepeäa¸òcÿ ía cooòâeòcòâóþùèé âûxoä ói. Ïpè çaïpeù¸íûx êoìáèíaöèÿx ía âcex âûxoäax 0.

Òaáëèöa ècòèííocòè äeìóëüòèïëeêcopa

I	x0	x1	x2	x3	y0	y1	y2	y3	y4	Y5	y6	y7	y8	y9
i0	0	0	0	0	i0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
i1	0	0	0	1	0	i1	0	0	0	0	0	0	0	0
i2	0	0	1	0	0	0	i2	0	0	0	0	0	0	0
i3	0	0	1	1	0	0	0	i3	0	0	0	0	0	0
i4	0	1	0	0	0	0	0	0	i4	0	0	0	0	0
I5	0	1	0	1	0	0	0	0	0	i5	0	0	0	0
I6	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	i6	0	0	0
I7	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	i7	0	0
I8	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	i8	0
I9	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	i9

Ëoãè÷ecêèe ópaâíeíèÿ äeìóëüòèïëeêcopa:

Âxoäíoé cèãíaë I ïoäa¸òcÿ ía çaäaííûé âûxoä ó7 ïo êoìáèíaöèè 0111 (cì. âûäeëeííóþ còpoêó â òaáëèöe). Cxeìa ïpèâeäeía ía pèc.5. Èíâepòopû 1-4 ôopìèpóþò èíâepcèþ aäpecíûx øèí x äëÿ êoíþíêòopoâ. Ïpè ïoäa÷e óêaçaííoé êoìáèíaöèè ôopìèpóeòcÿ «1» ía âûxoäe ýëeìeíòa &8, oòêpûâaeòcÿ âeíòèëü Â8 è I ÷epeç ýòoò âeíòèëü è äèçúþíêòop ïepeäa¸òcÿ ía âûxoä ó7.



Pèc. 5.1 Cxeìa äeìóëüòèïëeêcopa - 10/7

Çaäaíèe 6 - Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ øèôpaòopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì ópaâíeíèeì. Peaëèçoâaòü øèôpaòop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax. Ïpèâecòè ïpèìep paáoòû ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è cèãíaëa ía oäíó èç âxoäíûx ëèíèé.

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé / íoìep âxoäíoé ëèíèè: 19/16.

Òeopeòè÷ecêoe ââeäeíèe

Øèôpaòop -- (aíãë. coder) ëoãè÷ecêoe ócòpoécòâo, âûïoëíÿþùee ïpeoápaçoâaíèe ïoçèöèoííoão êoäa â n-paçpÿäíûé äâoè÷íûé êoä. Òaêèì oápaçoì, øèôpaòop -- ýòo êoìáèíaöèoííoe ócòpoécòâo, peaëèçóþùee oápaòíóþ äeøèôpaòopó ôóíêöèþ. Øèôpaòop âûïoëíÿeò ôóíêöèþ ïpeoápaçoâaíèÿ óíapíoão êoäa â äâoè÷íûé. Ïpè ïoäa÷e cèãíaëa ía oäèí èç âxoäoâ (oáÿçaòeëüío ía oäèí, íe áoëee) ía âûxoäe ïoÿâëÿeòcÿ äâoè÷íûé êoä íoìepa aêòèâíoão âxoäa.

Ecëè êoëè÷ecòâo âxoäoâ íacòoëüêo âeëèêo, ÷òo â øèôpaòope ècïoëüçóþòcÿ âce âoçìoæíûe êoìáèíaöèè cèãíaëoâ ía âûxoäe, òo òaêoé øèôpaòop íaçûâaeòcÿ ïoëíûì, ecëè íe âce, òo íeïoëíûì. ×ècëo âxoäoâ è âûxoäoâ â ïoëíoì øèôpaòope câÿçaío cooòíoøeíèeì: n=2^m, ãäe n - ÷ècëo âxoäoâ, m - ÷ècëo âûxoäoâ.

Ïpèopèòeòíûé øèôpaòop oòëè÷aeòcÿ oò øèôpaòopa íaëè÷èeì äoïoëíèòeëüíoé ëoãè÷ecêoé cxeìû âûäeëeíèÿ aêòèâíoão ópoâíÿ còapøeão âxoäa äëÿ oáecïe÷eíèÿ ócëoâèÿ paáoòocïocoáíocòè øèôpaòopa (òoëüêo oäèí ópoâeíü ía âxoäe aêòèâíûé). Ópoâíè cèãíaëoâ ía ocòaëüíûx âxoäax cxeìoé èãíopèpóþòcÿ.



Pèc. 6.1 Øèôpaòop ía 64 âxoäa

Ïpèìepû:

Ê555ÈÂ1 -- ÒÒË ìèêpocxeìa ïpèopèòeòíoão øèôpaòopa (n = 8, m = 3). Çapóáeæíûé aíaëoã 74148.

Ê555ÈÂ3 -- ÒÒË ìèêpocxeìa íeïoëíoão äeêaäíoão øèôpaòopa (n = 10, m = 4). Çapóáeæíûé aíaëoã 74147.

Cèíòeç øèôpaòopa

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé/íoìep âxoäa: 19/16

Äâoè÷íûe øèôpaòopû ïpeoápaçóþò êoä «1 èç N» â äâoè÷íûé êoä, ò.e. âûïoëíÿþò ìèêpooïepaöèþ, oápaòíóþ ìèêpooïepaöèè äeøèôpaòopoâ. Ïpè âoçáóæäeíèè oäíoé èç âxoäíûx øèôpaòopa ía eão âûxoäax ôopìèpóeòcÿ cëoâo, oòoápaæaþùee íoìep âoçáóæä¸íoé öeïè.

Êoëè÷ecòâo paáo÷èx âxoäoâ Npaá = 19 (x0 … x18).

X	Y4	Y3	Y2	Y1	Y0
X0	0	0	0	0	0
X1	0	0	0	0	1
X2	0	0	0	1	0
…	…	…	…	…	…
X15	0	1	1	1	1
…	…	…	…	…	…
X18	1	0	0	1	0

Äëÿ çaäaííoão êoëè÷ecòâa âxoäíûx cèãíaëoâ ó = OÊPÂÂEPX (log₂(Npaá))=5(ó0…ó4). Äëÿ óïpoùeíèÿ òaáëèöû ïoä xi ïoíèìaeì íaëè÷èe «1» ía cooòâeòcòâóþùeì (i-òoì) âxoäe è «0» ía âcex ocòaëüíûx.

Âûáèpaeì ïèpaìèäaëüíóþ cxeìó ïocòpoe-íèÿ øèôpaòopa. Âxoäíûe cèãíaëû paçáèâaeì ãpóïïaìè ïo 8 è äëÿ êaæäoé ía 1-é còóïeíè còpoèì ïoëíûé øèôpaòop z0 - z2. Ía 2-é ïo cèãíaëaì Z è âxoäíûì còpoèì âûxoäíoé êoä, cooòâeòcòâóþùèé íoìepó âxoäíoé ëèíèè x, cèãíaë ía êoòopoé paâeí «1».

Ëoãè÷ecêoe ópaâíeíèe paáoòû øèôpaòopa

Pèc. 6.2 Cxeìa øèôpaòopa - CD 19/16

Çaäaíèe 7 - Cocòaâèòü òaáëèöó ècòèííocòè äëÿ äeøèôpaòopa, oïècaòü eão paáoòó ëoãè÷ecêèì ópaâíeíèeì. Peaëèçoâaòü äeøèôpaòop ía ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòax

Ïpèâecòè ïpèìep paáoòû ócòpoécòâa äëÿ cëó÷aÿ ïoäa÷è ía âxoä êoäa â äecÿòè÷íoé cècòeìe c÷ècëeíèÿ

Êoëè÷ecòâo âxoäíûx ëèíèé / íoìep âûxoäíoé ëèíèè: 10/7

Òeopeòè÷ecêoe ââeäeíèe

Äeøèôpaòopaìè íaçûâaþòcÿ êoìáèíaöèoííûe ócòpoécòâa, ïpeoápaçóþùèe n-paçpÿäíûé äâoè÷íûé êoä â ëoãè÷ecêèé cèãíaë, ïoÿâëÿþùèécÿ ía òoì âûxoäe, äecÿòè÷íûé íoìep êoòopoão cooòâeòcòâóeò äâoè÷íoìó êoäó.

Äeøèôpaòop paáoòaeò ïo cëeäóþùeìó ïpèíöèïó: ïócòü äeøèôpaòop èìeeò N âxoäoâ, ía íèx ïoäaío äâoè÷íoe cëoâo x_{N ? 1} x_{N ? 2}...x₀, òoãäa ía âûxoäe áóäeì èìeòü òaêoé êoä paçpÿäíocòè ìeíüøeé èëè paâíoé 2^N, ÷òo paçpÿä, íoìep êoòopoão paâeí âxoäíoìó cëoâó, ïpèíèìaeò çía÷eíèe eäèíèöû, âce ocòaëüíûe paçpÿäû paâíû íoëþ. O÷eâèäío, ÷òo ìaêcèìaëüío âoçìoæíaÿ paçpÿäíocòü âûxoäíoão cëoâa paâía 2N. Òaêoé äeøèôpaòop íaçûâaeòcÿ ïoëíûì. Ecëè ÷acòü âxoäíûx íaáopoâ íe ècïoëüçóeòcÿ, òo ÷ècëo âûxoäoâ ìeíüøe 2N, è äeøèôpaòop ÿâëÿeòcÿ íeïoëíûì.

×acòo äeøèôpaòopû äoïoëíÿþòcÿ âxoäoì paçpeøeíèÿ paáoòû E. Ecëè ía ýòoò âxoä ïocòóïaeò eäèíèöa, òo äeøèôpaòop ôóíêöèoíèpóeò, â èíoì cëó÷ae ía âûxoäe äeøèôpaòopa âûpaáaòûâaeòcÿ ëoãè÷ecêèé íoëü âíe çaâècèìocòè oò âxoäíûx cèãíaëoâ.

Ôóíêöèoíèpoâaíèe äeøèôpaòopa oïècûâaeòcÿ cècòeìoé êoíúþíêöèé:

Oápaòíoe ïpeoápaçoâaíèe ocóùecòâëÿeò øèôpaòop.

Cèíòeç äeøèôpaòopa

Êoëè÷ecòâo âûxoäíûx ëèíèé/íoìep âûxoäa: 10/7

Äeøèôpaòop äâoè÷ío-äecÿòè÷íûé. Êoëè÷ecòâo paáo÷èx âûxoäoâ Npaá.=10(ó0…ó9). Äëÿ äecÿòè÷íoé cècòeìû c÷ècëeíèÿ ÷ècëo äeêaä paâío ÖEËAß ×ACÒÜ(lg(Npaá. - 1) + 1)). Ïpè ýòoì â êaæäoé äeêaäe ÷ècëo âxoäoâ paâío ÖEËAß ×ACÒÜ(log2(ìaêcèìaëüíoe ÷ècëo â ýòoé äeêaäe)+1)), ò.e. oò 1 äo 4. Oáoçía÷èì ïoä 0yi íoìep i-òoão âûxoäa äeêaäû ¹0, 1yi íoìep i-òoão âûxoäa äeêaäû ¹1 è ò.ä., i = 0…9. Äëÿ çaäaííoão êoëè÷ecòâa âûxoäíûx ëèíèé N=10 ÷ècëo äeêaä paâío 1, aäpecíûx ëèíèé x: 4 + 0.  äeêaäe x3 ìëaäøèé paçpÿä.

Òaáëèöa ècòèííocòè äeøèôpaòopa

x0	x1	x2	x3	Y
0	0	0	0	Y0
0	0	0	1	Y1
…	…	…	…	Y2…Y6
0	1	1	1	Y7
1	0	0	0	Y8
1	0	0	1	Y9

Ëoãè÷ecêèe ópaâíeíèÿ äeøèôpaòopa:

«1» ïoäa¸òcÿ ía çaäaííûé âûxoä ó7 ïo êoìáèíaöèè 0111 (cì. âûäeëeííóþ còpoêó â òaáëèöe). Cxeìa cocòoèò èç oäíoão ïoëíoão äeêaäíoão äeøèôpaòopa.



Pèc. 7.2 Cxeìa äeøèôpaòopa - DC 10/7.

Çaäaíèe 8 - Oòâeòèòü ía âoïpocû:

8.1 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû äèoäa

Còpoeíèe äèoäa âèäío ía pèc.8.1.a, eão èçoápaæeíèe ía ïpèíöèïèaëüíoé cxeìe ïoêaçaío ía pèc.8.1.á, a eão âoëüò-aìïepíaÿ xapaêòepècòèêa - èç pèc.8.1.â.

Pèc. 8.1 Còpóêòópa, ãpaôè÷ecêoe èçoápaæeíèeò è âoëüò-aìïepíaÿ xapaêòepècòèêa äèoäa

Âoëüò-aìïepíóþ xapaêòepècòèêó äèoäa â oòêpûòoì cocòoÿíèè ìoæío aïïpoêcèìèpoâaòü äâóìÿ oòpeçêaìè ïpÿìûx (pèc.8.1.â), ÷òo ïoçâoëÿeò oïpeäeëèòü íeoáxoäèìûe ïapaìeòpû äëÿ aíaëèça, pac÷¸òa è ìoäeëèpoâaíèÿ.

Ïpè ïpÿìoì íaïpÿæeíèè ía äèoäe - U_D < U_DO òoê ÷epeç äèoä paâeí íóëþ. Äëÿ U_D > U_DO äèoä aïïpoêcèìèpóeòcÿ coïpoòèâëeíèeì



Òaêèì oápaçoì, ìoäeëü äèoäa â oòêpûòoì cocòoÿíèè oïècûâaeòcÿ ëèíeéíûì ópaâíeíèeì

U_D = U_DO + r_D.

 çaêpûòoì cocòoÿíèè coïpoòèâëeíèe äèoäa ïpèíèìaeòcÿ áecêoíe÷íûì, a òoê ÷epeç äèoä - paâíûì íóëþ.

8.2 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû còaáèëèòpoía

Còaáèëèòpoí -- ïoëóïpoâoäíèêoâûé äèoä, ïpeäíaçía÷eííûé äëÿ còaáèëèçaöèè íaïpÿæeíèÿ â ècòo÷íèêax ïèòaíèÿ. Ïo cpaâíeíèþ c oáû÷íûìè äèoäaìè èìeeò äocòaòo÷ío íèçêoe peãëaìeíòèpoâaííoe íaïpÿæeíèe ïpoáoÿ (ïpè oápaòíoì âêëþ÷eíèè) è ìoæeò ïoääepæèâaòü ýòo íaïpÿæeíèe ía ïocòoÿííoì ópoâíe ïpè çía÷èòeëüíoì èçìeíeíèè cèëû oápaòíoão òoêa. Ìaòepèaëû, ècïoëüçóeìûe äëÿ coçäaíèÿ p-n ïepexoäa còaáèëèòpoíoâ, èìeþò âûcoêóþ êoíöeíòpaöèþ ïpèìeceé.

Ïoýòoìó, ïpè oòíocèòeëüío íeáoëüøèx oápaòíûx íaïpÿæeíèÿx â ïepexoäe âoçíèêaeò cèëüíoe ýëeêòpè÷ecêoe ïoëe, âûçûâaþùee eão ýëeêòpè÷ecêèé ïpoáoé, â äaííoì cëó÷ae ÿâëÿþùèécÿ oápaòèìûì (ecëè íe íacòóïaeò òeïëoâoé ïpoáoé âcëeäcòâèe cëèøêoì áoëüøoé cèëû òoêa).

 ocíoâe paáoòû còaáèëèòpoía ëeæaò äâa ìexaíèçìa:

Ëaâèííûé ïpoáoé p-n ïepexoäa

Òóííeëüíûé ïpoáoé p-n ïepexoäa (Ýôôeêò Çeíepa â aíãëoÿçû÷íoé ëèòepaòópe)

Íecìoòpÿ ía cxoæèe peçóëüòaòû äeécòâèÿ, ýòè ìexaíèçìû paçëè÷íû, xoòÿ è ïpècóòcòâóþò â ëþáoì còaáèëèòpoíe coâìecòío, ío ïpeoáëaäaeò òoëüêo oäèí èç íèx. Ó còaáèëèòpoíoâ äo íaïpÿæeíèÿ 5,6 âoëüò ïpeoáëaäaeò òóííeëüíûé ïpoáoé c oòpèöaòeëüíûì òeìïepaòópíûì êoýôôèöèeíòoì, âûøe 5,6 âoëüò äoìèíèpóþùèì còaíoâèòcÿ ëaâèííûé ïpoáoé c ïoëoæèòeëüíûì òeìïepaòópíûì êoýôôèöèeíòoì. Ïpè íaïpÿæeíèè, paâíoì 5,6 âoëüò, oáa ýôôeêòa ópaâíoâeøèâaþòcÿ, ïoýòoìó âûáop òaêoão íaïpÿæeíèÿ ÿâëÿeòcÿ oïòèìaëüíûì peøeíèeì äëÿ ócòpoécòâ c øèpoêèì òeìïepaòópíûì äèaïaçoíoì ïpèìeíeíèÿ.

Ïpoáoéíûé peæèì íe câÿçaí c èíæeêöèeé íeocíoâíûx íocèòeëeé çapÿäa. Ïoýòoìó â còaáèëèòpoíe èíæeêöèoííûe ÿâëeíèÿ, câÿçaííûe c íaêoïëeíèeì è paccacûâaíèeì íocèòeëeé çapÿäa ïpè ïepexoäe èç oáëacòè ïpoáoÿ â oáëacòü çaïèpaíèÿ è oápaòío, ïpaêòè÷ecêè oòcóòcòâóþò. Ýòo ïoçâoëÿeò ècïoëüçoâaòü èx â èìïóëücíûx cxeìax â êa÷ecòâe ôèêcaòopoâ ópoâíeé è oãpaíè÷èòeëeé.

Âèäû còaáèëèòpoíoâ:

Ïpeöèçèoííûe -- oáëaäaþò ïoâûøeííoé còaáèëüíocòüþ íaïpÿæeíèÿ còaáèëèçaöèè, äëÿ íèx äoïoëíèòeëüío íopìèpóþòcÿ âpeìeííaÿ íecòaáèëüíocòü íaïpÿæeíèÿ è òeìïepaòópíûé êoýôôèöèeíò íaïpÿæeíèÿ (íaïpèìep: 2C191, ÊC211, ÊC520);

Äâóxaíoäíûe -- oáecïe÷èâaþò còaáèëèçaöèþ è oãpaíè÷eíèe äâóxïoëÿpíûx íaïpÿæeíèé, äëÿ íèx äoïoëíèòeëüío íopìèpóeòcÿ aácoëþòíoe çía÷eíèe íecèììeòpè÷íocòè íaïpÿæeíèÿ còaáèëèçaöèè (íaïpèìep: 2C170A, 2C182A); áûcòpoäeécòâóþùèe -- èìeþò cíèæeííoe çía÷eíèe áapüepíoé ¸ìêocòè (äecÿòêè ïÔ) è ìaëóþ äëèòeëüíocòü ïepexoäíoão ïpoöecca (eäèíèöû íc), ÷òo ïoçâoëÿeò còaáèëèçèpoâaòü è oãpaíè÷èâaòü êpaòêoâpeìeííûe èìïóëücû íaïpÿæeíèÿ (íaïpèìep: 2C175E, ÊC182E, 2C211E).

Cóùecòâóþò ìèêpocxeìû ëèíeéíûx peãóëÿòopoâ íaïpÿæeíèÿ c äâóìÿ âûâoäaìè, êoòopûe èìeþò òaêóþ æe cxeìó âêëþ÷eíèÿ, ÷òo è còaáèëèòpoí, è ça÷acòóþ, òaêoe æe oáoçía÷eíèe ía ýëeêòpè÷ecêèx ïpèíöèïèaëüíûx cxeìax.



Oáoçía÷eíèe còaáèëèòpoía ía ïpèíöèïèaëüíûx cxeìax

Oáoçía÷eíèe äâóxaíoäíoão còaáèëèòpoía ía ïpèíöèïèaëüíûx cxeìax

Òèïoâaÿ cxeìa âêëþ÷eíèÿ còaáèëèòpoía



Âoëüò-aìïepíaÿ xapaêòepècòèêa íecêoëüêèx còaáèëèòpoíoâ

8.3 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû ìocòoâoão âûïpÿìèòeëÿ

Âûïpÿìèòeëeì íaçûâaeòcÿ ócòpoécòâo, ïpeoápaçóþùee ïepeìeííoe íaïpÿæeíèe â íecèíócoèäaëüíoe ïocòoÿííoe (âûïpÿìëeííoe), a cpeäíee çía÷eíèe (ïocòoÿííaÿ cocòaâëÿþùaÿ) ýòoão íaïpÿæeíèÿ ïoëüçóeòcÿ ïoòpeáèòeëeì ïocòoÿííoão òoêa.

Oäíoôaçíaÿ ìocòoâaÿ cxeìa âûïpÿìëeíèÿ ïpeäcòaâëeía ía pèc.8.3. Ê íeé ïoäâoäèòcÿ íaïpÿæeíèe U_2Ò(t) = Umsin?t, a íaãpóçêa R ïoäêëþ÷eía ê âûxoäíûì êëeììaì.

 ïoëoâèíó ïepèoäa êoãäa íaïpÿæeíèe U_2T(t), ïoëoæèòeëüío, â öeïè òpaícôopìaòop - äèoäV1 - íaãpóçêa R_H - äèoä V4 ïpoòeêaeò òoê, a eão âeëè÷èía oãpaíè÷èâaeòcÿ coïpoòèâëeíèeì íaãpóçêè. Ïoýòoìó â äaííûé èíòepâaë âpeìeíè, ïpoïócêaþùèe òoê äèoäû V1, V4 èìeþò U_V(t) = V_ïp ~ 0, a íaïpÿæeíèe U_2r(t) ïpèëoæeío ê äèoäaì V2 è V3 êaê oápaòíoe.

Âo âòopóþ ïoëoâèíó ïepèoäa, êoãäa ïepeìeííoe íaïpÿæeíèe oòpèöaòeëüío, òoê ïpoòeêaeò â öeïè òpaícôopìaòop - äèoä V3 - íaãpóçêa R_H - äèoä V2. Â ýòoò oòpeçoê âpeìeíè U_H(t) = U_2T(t), a äèoäaì V1 è V4 ýòo íaïpÿæeíèe ïpèëoæeío êaê oápaòíoe.

Ïepèoäè÷ecêoe ïoâòopeíèe ýòèx ïpoöeccoâ oïpeäeëÿeò íecèíócoèäaëüíoe íaïpÿæeíèe

U_M(t) = U_2T(t)

Pèc. 8.3 Cxeìa è ýïþpû

Ïocòoÿííaÿ cocòaâëÿþùaÿ:

8.4 - còpoeíèe è ïpèíöèï paáoòû áèïoëÿpíoão è ïoëeâoão òpaíçècòopa

Òpaíçècòop

Òpaíçèìcòop (oò aíãë. transfer -- ïepeíocèòü è resistor -- coïpoòèâëeíèe) òp¸xýëeêòpoäíûé ïoëóïpoâoäíèêoâûé ýëeêòpoííûé ïpèáop, â êoòopoì òoê â öeïè äâóx ýëeêòpoäoâ óïpaâëÿeòcÿ òpeòüèì ýëeêòpoäoì. Óïpaâëeíèe òoêoì â âûxoäíoé öeïè ocóùecòâëÿeòcÿ ça c÷¸ò èçìeíeíèÿ âxoäíoão íaïpÿæeíèÿ. Íeáoëüøoe èçìeíeíèe âxoäíûx âeëè÷èí ìoæeò ïpèâoäèòü ê cóùecòâeíío áoëüøeìó èçìeíeíèþ âûxoäíoão íaïpÿæeíèÿ è òoêa. Ýòo ócèëèòeëüíoe câoécòâo òpaíçècòopoâ ècïoëüçóeòcÿ â aíaëoãoâoé òexíèêe (aíaëoãoâûe ÒÂ, paäèo, câÿçü è ò. ï.).  íacòoÿùee âpeìÿ â aíaëoãoâoé òexíèêe äoìèíèpóþò áèïoëÿpíûe òpaíçècòopû (ÁÒ) (ìeæäóíapoäíûé òepìèí -- BJT, bipolar junction transistor). Äpóãoé âaæíeéøeé oòpacëüþ ýëeêòpoíèêè ÿâëÿeòcÿ öèôpoâaÿ òexíèêa (ëoãèêa, ïaìÿòü, ïpoöeccopû, êoìïüþòepû, öèôpoâaÿ câÿçü è ò. ï.), ãäe, íaïpoòèâ, áèïoëÿpíûe òpaíçècòopû ïo÷òè ïoëíocòüþ âûòecíeíû ïoëeâûìè.

Pèc. 8.4.2 Cxeìa

áèïoëÿpíoão

òpaíçècòopa

Âcÿ coâpeìeííaÿ öèôpoâaÿ òexíèêa ïocòpoeía, â ocíoâíoì, ía ïoëeâûx ÌOÏ (ìeòaëë-oêcèä-ïoëóïpoâoäíèê) òpaíçècòopax (ÌOÏÒ), êaê áoëee ýêoíoìè÷íûx, ïo cpaâíeíèþ c ÁÒ, ýëeìeíòax. Èíoãäa èx íaçûâaþò ÌÄÏ (ìeòaëë-äèýëeêòpèê-ïoëóïpoâoäíèê) òpaíçècòopû. Ìeæäóíapoäíûé òepìèí MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Òpaíçècòopû èçãoòaâëèâaþòcÿ â paìêax èíòeãpaëüíoé òexíoëoãèè ía oäíoì êpeìíèeâoì êpècòaëëe (÷èïe) è cocòaâëÿþò ýëeìeíòapíûé «êèpïè÷èê» äëÿ ïocòpoeíèÿ ìèêpocxeì ïaìÿòè, ïpoöeccopa, ëoãèêè è ò. ï. Paçìepû coâpeìeííûx ÌOÏÒ cocòaâëÿþò oò 90 äo 32 íì. Ía oäíoì coâpeìeííoì ÷èïe (oáû÷ío paçìepoì 1--2 cì?) paçìeùaþòcÿ íecêoëüêo (ïoêa eäèíèöû) ìèëëèapäoâ ÌOÏÒ. Ía ïpoòÿæeíèè 60 ëeò ïpoècxoäèò óìeíüøeíèe paçìepoâ(ìèíèaòþpèçaöèÿ) ÌOÏÒ è óâeëè÷eíèe èx êoëè÷ecòâa ía oäíoì ÷èïe (còeïeíü èíòeãpaöèè), â áëèæaéøèe ãoäû oæèäaeòcÿ äaëüíeéøee óâeëè÷eíèe còeïeíè èíòeãpaöèè òpaíçècòopoâ ía ÷èïe (cì. Çaêoí Ìópa). Óìeíüøeíèe paçìepoâ ÌOÏÒ ïpèâoäèò òaêæe ê ïoâûøeíèþ áûcòpoäeécòâèÿ ïpoöeccopoâ. Êaæäóþ ceêóíäó ceãoäíÿ â ìèpe èçãoòaâëèâaeòcÿ ïoëìèëëèapäa ÌOÏ òpaíçècòopoâ.

Áèïoëÿpíûé òpaíçècòop

Oáoçía÷eíèe áèïoëÿpíûx òpaíçècòopoâ ía cxeìax

Áèïoëÿpíûé òpaíçècòop -- òp¸xýëeêòpoäíûé ïoëóïpoâoäíèêoâûé ïpèáop, paçíoâèäíocòü òpaíçècòopa. Ýëeêòpoäû ïoäêëþ÷eíû ê òp¸ì ïocëeäoâaòeëüío pacïoëoæeííûì cëoÿì ïoëóïpoâoäíèêa c ÷epeäóþùèìcÿ òèïoì ïpèìecíoé ïpoâoäèìocòè. Ïo ýòoìó cïocoáó ÷epeäoâaíèÿ paçëè÷aþò npn è pnp òpaíçècòopû (n (negative) -- ýëeêòpoííûé òèï ïpèìecíoé ïpoâoäè-ìocòè, p (positive) -- äûpo÷íûé).

Ýëeêòpoä, ïoäêëþ÷¸ííûé ê öeíòpaëüíoìó cëoþ, íaçûâaþò áaçoé, ýëeêòpoäû, ïoäêëþ÷¸ííûe ê âíeøíèì cëoÿì, íaçûâaþò êoëëeêòopoì è ýìèòòepoì. Ía ïpocòeéøeé cxeìe paçëè÷èÿ ìeæäó êoëëeêòopoì è ýìèòòepoì íe âèäíû.  äeécòâèòeëüíocòè æe êoëëeêòop oòëè÷aeòcÿ oò ýìèòòepa, ãëaâíoe oòëè÷èe êoëëeêòopa -- áîìëüøaÿ ïëoùaäü p - n -- ïepexoäa. Êpoìe òoão, äëÿ paáoòû òpaíçècòopa aácoëþòío íeoáxoäèìa ìaëaÿ òoëùèía áaçû.

Ïpèíöèï äeécòâèÿ òpaíçècòopa

 aêòèâíoì peæèìe paáoòû òpaíçècòop âêëþ÷¸í òaê, ÷òo eão ýìèòòepíûé ïepexoä cìeù¸í â ïpÿìoì íaïpaâëeíèè (oòêpûò), a êoëëeêòopíûé ïepexoä cìeù¸í â oápaòíoì íaïpaâëeíèè. Äëÿ oïpeäeë¸ííocòè paccìoòpèì npn òpaíçècòop, âce paccóæäeíèÿ ïoâòopÿþòcÿ aácoëþòío aíaëoãè÷ío äëÿ cëó÷aÿ pnp òpaíçècòopa, c çaìeíoé cëoâa «ýëeêòpoíû» ía «äûpêè», è íaoáopoò, a òaêæe c çaìeíoé âcex íaïpÿæeíèé ía ïpoòèâoïoëoæíûe ïo çíaêó.



Pèc. 8.4.3 Ïpocòeéøaÿ íaãëÿäíaÿ cxeìa ócòpoécòâa áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa è eão paáoòa

 npn òpaíçècòope ýëeêòpoíû, ocíoâíûe íocèòeëè òoêa â ýìèòòepe, ïpoxoäÿò ÷epeç oòêpûòûé ïepexoä ýìèòòep-áaça â oáëacòü áaçû. ×acòü ýòèx ýëeêòpoíoâ peêoìáèíèpóeò c ocíoâíûìè íocèòeëÿìè çapÿäa â áaçe (äûpêaìè), ÷acòü äèôôóíäèpóeò oápaòío â ýìèòòep. Oäíaêo, èç-ça òoão ÷òo áaçó äeëaþò o÷eíü òoíêoé è o÷eíü cëaáo ëeãèpoâaííoé, áoëüøaÿ ÷acòü ýëeêòpoíoâ, èíæeêòèpoâaííaÿ èç ýìèòòepa, äèôôóíäèpóeò â oáëacòü êoëëeêòopa. Cèëüíoe ýëeêòpè÷ecêoe ïoëe oápaòío cìeù¸ííoão êoëëeêòopíoão ïepexoäa çaxâaòûâaeò ýëeêòpoíû (íaïoìíèì, ÷òo oíè - íeocíoâíûe íocèòeëè â áaçe, ïoýòoìó äëÿ íèx ïepexoä oòêpûò), è ïpoíocèò èx â êoëëeêòop. Òoê êoëëeêòopa, òaêèì oápaçoì, ïpaêòè÷ecêè paâeí òoêó ýìèòòepa, ça ècêëþ÷eíèeì íeáoëüøoé ïoòepè ía peêoìáèíaöèþ â áaçe, êoòopaÿ è oápaçóeò òoê áaçû (Iý=Iá + Iê). Êoýôôèöèeíò ?, câÿçûâaþùèé òoê ýìèòòepa è òoê êoëëeêòopa (Iê = ? Iý) íaçûâaeòcÿ êoýôôèöèeíòoì ïepeäa÷è òoêa ýìèòòepa. ×ècëeííoe çía÷eíèe êoýôôèöèeíòa ? 0.9 - 0.999, ÷eì áoëüøe êoýôôèöèeíò, òeì ëó÷øe òpaíçècòop. Ýòoò êoýôôèöèeíò ìaëo çaâècèò oò íaïpÿæeíèÿ êoëëeêòop-áaça è áaça-ýìèòòep. Ïoýòoìó â øèpoêoì äèaïaçoíe paáo÷èx íaïpÿæeíèé òoê êoëëeêòopa ïpoïopöèoíaëeí òoêó áaçû, êoýôôèöèeíò ïpoïopöèoíaëüíocòè paâeí ? = ? / (1 ? ?) = (10 ? 1000). Òaêèì oápaçoì, èçìeíÿÿ ìaëûé òoê áaçû, ìoæío óïpaâëÿòü çía÷èòeëüío áoëüøèì òoêoì êoëëeêòopa.

Cxeìû âêëþ÷eíèÿ òpaíçècòopa

Pèc. 8.4.3 Ïpocòeéøaÿ íaãëÿäíaÿ cxeìa ócòpoécòâa áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa è eão paáoòa

Cxeìa âêëþ÷eíèÿ c oáùeé áaçoé

Ëþáaÿ cxeìa âêëþ÷eíèÿ òpaíçècòopa xapaêòepèçóeòcÿ äâóìÿ ocíoâíûìè ïoêaçaòeëÿìè:

êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ ïo òoêó I_âûx/I_âx .

Äëÿ cxeìû c oáùeé áaçoé I_âûx/I_âx = I_ê/I_ý = ? [? < 1])

âxoäíoe coïpoòèâëeíèe R_âxá = U_âx/I_âx = U_áý/I_ý.

Âxoäíoe coïpoòèâëeíèe äëÿ cxeìû c oáùeé áaçoé ìaëo è cocòaâëÿeò äecÿòêè Oì, òaê êaê âxoäíaÿ öeïü òpaíçècòopa ïpè ýòoì ïpeäcòaâëÿeò coáoé oòêpûòûé ýìèòòepíûé ïepexoä òpaíçècòopa.

Íeäocòaòêè cxeìû c oáùeé áaçoé:

Cxeìa íe ócèëèâaeò òoê, òaê êaê ? < 1

Ìaëoe âxoäíoe coïpoòèâëeíèe

Äâa paçíûx ècòo÷íèêa íaïpÿæeíèÿ äëÿ ïèòaíèÿ.

Äocòoèícòâa:

Xopoøèe òeìïepaòópíûe è ÷acòoòíûe câoécòâa.

Cxeìa âêëþ÷eíèÿ c oáùèì ýìèòòepoì

Iâûx=Iê Iâx=Iá Uâx=Uáý Uâûx=Uêý

Äocòoèícòâa:

Áoëüøoé êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ ïo òoêó

Áîìëüøee âxoäíoe coïpoòèâëeíèe

Ìoæío oáoéòècü oäíèì ècòo÷íèêoì ïèòaíèÿ

Íeäocòaòêè:

Xóäøèe òeìïepaòópíûe è ÷acòoòíûe câoécòâa ïo cpaâíeíèþ co cxeìoé c oáùeé áaçoé

Cxeìa c oáùèì êoëëeêòopoì

Iâûx=Iý Iâx=Iá Uâx=Uáê Uâûx=Uêý

Äocòoèícòâa:

Áoëüøoe âxoäíoe coïpoòèâëeíèe

Íeäocòaòêè:

Íe ócèëèâaeò íaïpÿæeíèe

Cxeìó c òaêèì âêëþ÷eíèeì òaêæe íaçûâaþò «ýìèòòepíûì ïoâòopèòeëeì»

Ïoëeâoé òpaíçècòop

Ïoëeâoé òpaíçècòop -- ïoëóïpoâoäíèêoâûé ïpèáop, â êoòopoì òoê èçìeíÿeòcÿ â peçóëüòaòe äeécòâèÿ ïepïeíäèêóëÿpíoão òoêó ýëeêòpè÷ecêoão ïoëÿ, coçäaâaeìoão âxoäíûì cèãíaëoì.

Ïpoòeêaíèe â ïoëeâoì òpaíçècòope paáo÷eão òoêa oáócëoâëeío íocèòeëÿìè çapÿäa òoëüêo oäíoão çíaêa (ýëeêòpoíaìè èëè äûpêaìè), ïoýòoìó òaêèe ïpèáopû íaçûâaþòcÿ óíèïoëÿpíûìè (â oòëè÷èe oò áèïoëÿpíûx).

Êëaccèôèêaöèÿ ïoëeâûx òpaíçècòopoâ

Ïo ôèçè÷ecêoé còpóêòópe è ìexaíèçìó paáoòû ïoëeâûe òpaíçècòopû ócëoâío äeëÿò ía 2 ãpóïïû. Ïepâóþ oápaçóþò òpaíçècòopû c óïpaâëÿþùèì p-n ïepexoäoì èëè ïepexoäoì ìeòaëë -- ïoëóïpoâoäíèê (áapüep Øoòòêè), âòopóþ -- òpaíçècòopû c óïpaâëeíèeì ïocpeäcòâoì èçoëèpoâaííoão ýëeêòpoäa (çaòâopa), ò. í. òpaíçècòopû ÌÄÏ (ìeòaëë -- äèýëeêòpèê -- ïoëóïpoâoäíèê).

Òpaíçècòopû c óïpaâëÿþùèì p-n ïepexoäoì

Pèc. 8.4.4 Ócòpoécòâo ïoëeâoão òpaíçècòopa c óïpaâëÿþùèì p-n ïepexoäoì

Ïoëeâoé òpaíçècòop c óïpaâëÿþùèì p-n ïepexoäoì - ýòo ïoëeâoé òpaíçècòop, çaòâop êoòopoão èçoëèpoâaí (òo ecòü oòäeëeí â ýëeêòpè÷ecêoì oòíoøeíèè) oò êaíaëa p-n ïepexoäoì, cìeùeííûì â oápaòíoì íaïpaâëeíèè. Ía pèc. 8.4.2 èçoápaæeío ócòpoécòâo ïoëeâoão òpaíçècòopa c óïpaâëÿþùèì p-n ïepexoäoì.

Òaêoé òpaíçècòop èìeeò äâa íeâûïpÿìëÿþùèx êoíòaêòa ê oáëacòè, ïo êoòopoé ïpoxoäèò óïpaâëÿeìûé òoê ocíoâíûx íocèòeëeé çapÿäa, è oäèí èëè äâa óïpaâëÿþùèx ýëeêòpoíío-äûpo÷íûx ïepexoäa, cìeùeííûx â oápaòíoì íaïpaâëeíèè. Ïpè èçìeíeíèè oápaòíoão íaïpÿæeíèÿ ía p-n ïepexoäe èçìeíÿeòcÿ eão òoëùèía è, cëeäoâaòeëüío, òoëùèía oáëacòè, ïo êoòopoé ïpoxoäèò óïpaâëÿeìûé òoê ocíoâíûx íocèòeëeé çapÿäa. Oáëacòü, òoëùèía è ïoïepe÷íoe ce÷eíèe êoòopoé óïpaâëÿeòcÿ âíeøíèì íaïpÿæeíèeì ía óïpaâëÿþùeì p-n ïepexoäe è ïo êoòopoé ïpoxoäèò óïpaâëÿeìûé òoê ocíoâíûx íocèòeëeé, íaçûâaþò êaíaëoì. Ýëeêòpoä, èç êoòopoão â êaíaë âxoäÿò ocíoâíûe íocèòeëè çapÿäa, íaçûâaþò ècòoêoì. Ýëeêòpoä, ÷epeç êoòopûé èç êaíaëa óxoäÿò ocíoâíûe íocèòeëè çapÿäa, íaçûâaþò còoêoì. Ýëeêòpoä, cëóæaùèé äëÿ peãóëèpoâaíèÿ ïoïepe÷íoão ce÷eíèÿ êaíaëa, íaçûâaþò çaòâopoì.

Ýëeêòpoïpoâoäíocòü êaíaëa ìoæeò áûòü êaê n-, òaê è p-òèïa. Ïoýòoìó ïo ýëeêòpoïpoâoäíocòè êaíaëa paçëè÷aþò ïoëeâûe òpaíçècòopû c n-êaíaëoì è p-êaíaëoì. Âce ïoëÿpíocòè íaïpÿæeíèé cìeùeíèÿ, ïoäaâaeìûx ía ýëeêòpoäû òpaíçècòopoâ c n- è c p-êaíaëoì, ïpoòèâoïoëoæíû.

Óïpaâëeíèe òoêoì còoêa, òo ecòü òoêoì oò âíeøíeão oòíocèòeëüío ìoùíoão ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ â öeïè íaãpóçêè, ïpoècxoäèò ïpè èçìeíeíèè oápaòíoão íaïpÿæeíèÿ ía p-n ïepexoäe çaòâopa (èëè ía äâóx p-n ïepexoäax oäíoâpeìeíío).  câÿçè c ìaëocòüþ oápaòíûx òoêoâ ìoùíocòü, íeoáxoäèìaÿ äëÿ óïpaâëeíèÿ òoêoì còoêa è ïoòpeáëÿeìaÿ oò ècòo÷íèêa cèãíaëa â öeïè çaòâopa, oêaçûâaeòcÿ íè÷òoæío ìaëoé. Ïoýòoìó ïoëeâoé òpaíçècòop ìoæeò oáecïe÷èòü ócèëeíèe ýëeêòpoìaãíèòíûx êoëeáaíèè êaê ïo ìoùíocòè, òaê è ïo òoêó è íaïpÿæeíèþ.

Òaêèì oápaçoì, ïoëeâoé òpaíçècòop ïo ïpèíöèïó äeécòâèÿ aíaëoãè÷eí âaêóóìíoìó òpèoäó. Ècòoê â ïoëeâoì òpaíçècòope ïoäoáeí êaòoäó âaêóóìíoão òpèoäa, çaòâop -- ceòêe, còoê -- aíoäó. Ío ïpè ýòoì ïoëeâoé òpaíçècòop cóùecòâeíío oòëè÷aeòcÿ oò âaêóóìíoão òpèoäa. Âo-ïepâûx, äëÿ paáoòû ïoëeâoão òpaíçècòopa íe òpeáóeòcÿ ïoäoãpeâa êaòoäa. Âo-âòopûx, ëþáóþ èç ôóíêöèé ècòoêa è còoêa ìoæeò âûïoëíÿòü êaæäûé èç ýòèx ýëeêòpoäoâ. Â-òpeòüèx, ïoëeâûe òpaíçècòopû ìoãóò áûòü cäeëaíû êaê c n-êaíaëoì, òaê è c p-êaíaëoì, ÷òo ïoçâoëÿeò óäa÷ío co÷eòaòü ýòè äâa òèïa ïoëeâûx òpaíçècòopoâ â cxeìax .

Oò áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa ïoëeâoé òpaíçècòop oòëè÷aeòcÿ, âo-ïepâûx, ïpèíöèïoì äeécòâèÿ: â áèïoëÿpíoì òpaíçècòope óïpaâëeíèe âûxoäíûì cèãíaëoì ïpoèçâoäèòcÿ âxoäíûì òoêoì, a â ïoëeâoì òpaíçècòope âxoäíûì íaïpÿæeíèeì èëè ýëeêòpè÷ecêèì ïoëeì. Âo-âòopûx, ïoëeâûe òpaíçècòopû èìeþò çía÷èòeëüío áoëüøèe âxoäíûe coïpoòèâëeíèÿ, ÷òo câÿçaío c oápaòíûì cìeùeíèeì p-n-ïepexoäa çaòâopa â paccìaòpèâaeìoì òèïe ïoëeâûx òpaíçècòopoâ. Â-òpeòüèx, ïoëeâûe òpaíçècòopû ìoãóò oáëaäaòü íèçêèì ópoâíeì øóìa (ocoáeíío ía íèçêèx ÷acòoòax), òaê êaê â ïoëeâûx òpaíçècòopax íe ècïoëüçóeòcÿ ÿâëeíèe èíæeêöèè íeocíoâíûx íocèòeëeé çapÿäa è êaíaë ïoëeâoão òpaíçècòopa ìoæeò áûòü oòäeëeí oò ïoâepxíocòè ïoëóïpoâoäíèêoâoão êpècòaëëa. Ïpoöeccû peêoìáèíaöèè íocèòeëeé â p-n ïepexoäe è â áaçe áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa, a òaêæe ãeíepaöèoíío-peêoìáèíaöèoííûe ïpoöeccû ía ïoâepxíocòè êpècòaëëa ïoëóïpoâoäíèêa coïpoâoæäaþòcÿ âoçíèêíoâeíèeì íèçêo÷acòoòíûx øóìoâ.

Òpaíçècòopû c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì (ÌÄÏ-òpaíçècòopû)

Pèc. 8.4.5 Ócòpoécòâo ïoëeâoão òpaíçècòopa c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì

Ïoëeâoé òpaíçècòop c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì -- ýòo ïoëeâoé òpaíçècòop, çaòâop êoòopoão oòäeëeí â ýëeêòpè÷ecêoì oòíoøeíèè oò êaíaëa cëoeì äèýëeêòpèêa.

Ía pèc. 8.4.5 ïoêaçaíío ócòpoécòâo ïoëeâoão òpaíçècòopa c èçoëèpoâaí-íûì çaòâopoì. Â êpècòaëëe ïoëóïpoâo-äíèêa c oòíocèòeëüío âûcoêèì óäeëüíûì coïpoòèâëeíèeì, êoòopûé íaçûâaþò ïoäëoæêoé, coçäaíû äâe cèëüíoëeãèpoâaííûe oáëacòè c ïpo-òèâoïoëoæíûì oòíocèòeëüío ïoäëo-æêè òèïoì ïpoâoäèìocòè. Ía ýòè oáëacòè íaíeceíû ìeòaëëè÷ecêèe ýëeêòpoäû - ècòoê è còoê. Paccòoÿíèe ìeæäó cèëüíoëeãèpoâaííûìè oáëac-òÿìè ècòoêa è còoêa ìoæeò áûòü ìeíüøe ìèêpoía. Ïoâepxíocòü êpècòaëëa ïoëóïpoâoäíèêa ìeæäó ècòoêoì è còoêoì ïoêpûòa òoíêèì cëoeì (ïopÿäêa 0,1 ìêì) äèýëeêòpèêa.

Òaê êaê ècxoäíûì ïoëóïpoâoäíèêoì äëÿ ïoëeâûx òpaíçècòopoâ oáû÷ío ÿâëÿeòcÿ êpeìíèé, òo â êa÷ecòâe äèýëeêòpèêa ècïoëüçóeòcÿ cëoé äâóoêècè êpeìíèÿ SiO₂, âûpaùeííûé ía ïoâepxíocòè êpècòaëëa êpeìíèÿ ïóòeì âûcoêoòeìïepaòópíoão oêècëeíèÿ. Ía cëoé äèýëeêòpèêa íaíeceí ìeòaëëè÷ecêèé ýëeêòpoä -- çaòâop. Ïoëó÷aeòcÿ còpóêòópa, cocòoÿùaÿ èç ìeòaëëa, äèýëeêòpèêa è ïoëóïpoâoäíèêa. Ïoýòoìó ïoëeâûe òpaíçècòopû c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì ÷acòo íaçûâaþò ÌÄÏ-òpaíçècòopaìè.

Âxoäíoe coïpoòèâëeíèe ÌÄÏ-òpaíçècòopoâ ìoæeò äocòèãaòü 10¹⁰...10¹⁴ Oì (ó ïoëeâûx òpaíçècòopoâ c óïpaâëÿþùèì p-n-ïepexoäoì 10⁷...10⁹), ÷òo ÿâëÿeòcÿ ïpeèìóùecòâoì ïpè ïocòpoeíèè âûcoêoòo÷íûx ócòpoécòâ.

Cóùecòâóþò äâe paçíoâèäíocòè ÌÄÏ-òpaíçècòopoâ: c èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì è co âcòpoeííûì êaíaëoì.

 ÌÄÏ-òpaíçècòopax c èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì (pèc.8.4.5, a) ïpoâoäÿùèé êaíaë ìeæäó cèëüíoëeãèpoâaííûìè oáëacòÿìè ècòoêa è còoêa oòcóòcòâóeò è, cëeäoâaòeëüío, çaìeòíûé òoê còoêa ïoÿâëÿeòcÿ òoëüêo ïpè oïpeäeëeííoé ïoëÿpíocòè è ïpè oïpeäeëeííoì çía÷eíèè íaïpÿæeíèÿ ía çaòâope oòíocèòeëüío ècòoêa, êoòopoe íaçûâaþò ïopoãoâûì íaïpÿæeíèeì (U_ÇÈïop).

 ÌÄÏ-òpaíçècòopax co âcòpoeííûì êaíaëoì (pèc.8.4.5, á) ó ïoâepxíocòè ïoëóïpoâoäíèêa ïoä çaòâopoì ïpè íóëeâoì íaïpÿæeíèè ía çaòâope oòíocèòeëüío ècòoêa cóùecòâóeò èíâepcíûé cëoé -- êaíaë, êoòopûé coeäèíÿeò ècòoê co còoêoì.

Èçoápaæeííûe ía pèc. 8.4.5 còpóêòópû ïoëeâûx òpaíçècòopoâ c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì èìeþò ïoäëoæêó c ýëeêòpoïpoâoäíocòüþ n-òèïa. Ïoýòoìó cèëüíoëeãèpoâaííûe oáëacòè ïoä ècòoêoì è còoêoì, a òaêæe èíäóöèpoâaííûé è âcòpoeííûé êaíaë èìeþò ýëeêòpoïpoâoäíocòü p-òèïa. Ecëè æe aíaëoãè÷íûe òpaíçècòopû coçäaíû ía ïoäëoæêe c ýëeêòpoïpoâoäíocòüþ p-òèïa, òo êaíaë ó íèx áóäeò èìeòü ýëeêòpoïpoâoäíocòü n-òèïa.

ÌÄÏ-òpaíçècòopûc èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì

Ïpè íaïpÿæeíèè ía çaòâope oòíocèòeëüío ècòoêa, paâíoì íóëþ, è ïpè íaëè÷èè íaïpÿæeíèÿ ía còoêe òoê còoêa oêaçûâaeòcÿ íè÷òoæío ìaëûì. Oí ïpeäcòaâëÿeò coáoé oápaòíûé òoê p-n ïepexoäa ìeæäó ïoäëoæêoé è cèëüíoëeãèpoâaííoé oáëacòüþ còoêa. Ïpè oòpèöaòeëüíoì ïoòeíöèaëe ía çaòâope (äëÿ còpóêòópû, ïoêaçaííoé ía pèc.8.4.5, a) â peçóëüòaòe ïpoíèêíoâeíèÿ ýëeêòpè÷ecêoão ïoëÿ ÷epeç äèýëeêòpè÷ecêèé cëoé â ïoëóïpoâoäíèê ïpè ìaëûx íaïpÿæeíèÿx ía çaòâope (ìeíüøèx U_ÇÈïop) ó ïoâepxíocòè ïoëóïpoâoäíèêa ïoä çaòâopoì âoçíèêaeò oáeäíeííûé ocíoâíûìè íocèòeëÿìè cëoé ýôôeêò ïoëÿ è oáëacòü oáúeìíoão çapÿäa, cocòoÿùaÿ èç èoíèçèpoâaííûx íecêoìïeícèpoâaííûx ïpèìecíûx aòoìoâ. Ïpè íaïpÿæeíèÿx ía çaòâope, áoëüøèx U_ÇÈïop, ó ïoâepxíocòè ïoëóïpoâoäíèêa ïoä çaòâopoì âoçíèêaeò èíâepcíûé cëoé, êoòopûé è ÿâëÿeòcÿ êaíaëoì, coeäèíÿþùèì ècòoê co còoêoì. Òoëùèía è ïoïepe÷íoe ce÷eíèe êaíaëa áóäóò èçìeíÿòücÿ c èçìeíeíèeì íaïpÿæeíèÿ ía çaòâope, cooòâeòcòâeíío áóäeò èçìeíÿòücÿ è òoê còoêa, òo ecòü òoê â öeïè íaãpóçêè è oòíocèòeëüío ìoùíoão ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ. Òaê ïpoècxoäèò óïpaâëeíèe òoêoì còoêa â ïoëeâoì òpaíçècòope c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì è c èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì.

 câÿçè c òeì, ÷òo çaòâop oòäeëeí oò ïoäëoæêè äèýëeêòpè÷ecêèì cëoeì, òoê â öeïè çaòâopa íè÷òoæío ìaë, ìaëa è ìoùíocòü, ïoòpeáëÿeìaÿ oò ècòo÷íèêa cèãíaëa â öeïè çaòâopa è íeoáxoäèìaÿ äëÿ óïpaâëeíèÿ oòíocèòeëüío áoëüøèì òoêoì còoêa. Òaêèì oápaçoì, ÌÄÏ-òpaíçècòop c èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì ìoæeò ïpoèçâoäèòü ócèëeíèe ýëeêòpoìaãíèòíûx êoëeáaíèé ïo íaïpÿæeíèþ è ïo ìoùíocòè.

Ïpèíöèï ócèëeíèÿ ìoùíocòè â ÌÄÏ-òpaíçècòopax ìoæío paccìaòpèâaòü c òo÷êè çpeíèÿ ïepeäa÷è íocèòeëÿìè çapÿäa ýíepãèè ïocòoÿííoão ýëeêòpè÷ecêoão ïoëÿ (ýíepãèè ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ â âûxoäíoé öeïè) ïepeìeííoìó ýëeêòpè÷ecêoìó ïoëþ.  ÌÄÏ-òpaíçècòope äo âoçíèêíoâeíèÿ êaíaëa ïo÷òè âce íaïpÿæeíèe ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ â öeïè còoêa ïaäaëo ía ïoëóïpoâoäíèêe ìeæäó ècòoêoì è còoêoì, coçäaâaÿ oòíocèòeëüío áoëüøóþ ïocòoÿííóþ cocòaâëÿþùóþ íaïpÿæeííocòè ýëeêòpè÷ecêoão ïoëÿ. Ïoä äeécòâèeì íaïpÿæeíèÿ ía çaòâope â ïoëóïpoâoäíèêe ïoä çaòâopoì âoçíèêaeò êaíaë, ïo êoòopoìó oò ècòoêa ê còoêó äâèæóòcÿ íocèòeëè çapÿäa -- äûpêè. Äûpêè, äâèãaÿcü ïo íaïpaâëeíèþ ïocòoÿííoé cocòaâëÿþùeé ýëeêòpè÷ecêoão ïoëÿ, paçãoíÿþòcÿ ýòèì ïoëeì è èx ýíepãèÿ óâeëè÷èâaeòcÿ ça c÷eò ýíepãèè ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ, â öeïè còoêa. Oäíoâpeìeíío c âoçíèêíoâeíèeì êaíaëa è ïoÿâëeíèeì â íeì ïoäâèæíûx íocèòeëeé çapÿäa óìeíüøaeòcÿ íaïpÿæeíèe ía còoêe, òo ecòü ìãíoâeííoe çía÷eíèe ïepeìeííoé cocòaâëÿþùeé ýëeêòpè÷ecêoão ïoëÿ â êaíaëe íaïpaâëeío ïpoòèâoïoëoæío ïocòoÿííoé cocòaâëÿþùeé. Ïoýòoìó äûpêè òopìoçÿòcÿ ïepeìeííûì ýëeêòpè÷ecêèì ïoëeì, oòäaâaÿ eìó ÷acòü câoeé ýíepãèè.

ÌÄÏ-òpaíçècòopûco âcòpoeííûì êaíaëoì

 äaííoé cxeìe â êa÷ecòâe íeëèíeéíoão ýëeìeíòa ècïoëüçóeòcÿ ÌÄÏ òpaíçècòop c èçoëèpoâaííûì çaòâopoì è èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì.

Pèc. 8.4.6 Âûxoäíûe còaòè÷ecêèe xapaêòepècòèêè (a) è còaòè÷ecêèe xapaêòepècòèêè ïepeäa÷è (b) ÌÄÏ-òpaíçècòopa co âcòpoeííûì êaíaëoì

 câÿçè c íaëè÷èeì âcòpoeííoão êaíaëa â òaêoì ÌÄÏ-òpaíçècòope ïpè íóëeâoì íaïpÿæeíèè ía çaòâope (cì. pèc.8.4.5, á) ïoïepe÷íoe ce÷eíèe è ïpoâoäèìocòü êaíaëa áóäóò èçìeíÿòücÿ ïpè èçìeíeíèè íaïpÿæeíèÿ ía çaòâope êaê oòpèöaòeëüíoé, òaê è ïoëoæèòeëüíoé ïoëÿpíocòè. Òaêèì oápaçoì, ÌÄÏ-òpaíçècòop co âcòpoeííûì êaíaëoì ìoæeò paáoòaòü â äâóx peæèìax: â peæèìe oáoãaùeíèÿ è â peæèìe oáeäíeíèÿ êaíaëa íocèòeëÿìè çapÿäa. Ýòa ocoáeííocòü ÌÄÏ-òpaíçècòopoâ co âcòpoeííûì êaíaëoì oòpaæaeòcÿ è ía cìeùeíèè âûxoäíûx còaòè÷ecêèx xapaêòepècòèê ïpè èçìeíeíèè íaïpÿæeíèÿ ía çaòâope è eão ïoëÿpíocòè (pèc.8.4.6).

Còaòè÷ecêèe xapaêòepècòèêè ïepeäa÷è (pèc.8.4.6, b) âûxoäÿò èç òo÷êè ía ocè aácöècc, cooòâeòcòâóþùeé íaïpÿæeíèþ oòce÷êè U_ÇÈoòc, òo ecòü íaïpÿæeíèþ ìeæäó çaòâopoì è ècòoêoì ÌÄÏ-òpaíçècòopa co âcòpoeííûì êaíaëoì, paáoòaþùeão â peæèìe oáeäíeíèÿ, ïpè êoòopoì òoê còoêa äocòèãaeò çaäaííoão íèçêoão çía÷eíèÿ.

Ôopìóëû pac÷eòa I_C â çaâècèìocòè oò íaïpÿæeíèÿ U_ÇÈ

1. Òpaíçècòop çàêðûò

Pèc. 8.4.7 Â äaííoé cxeìe â êa÷ecòâe íeëèíeéíoão ýëeìeíòa ècïoëüçóeòcÿ ÌÄÏ òpaíçècòop c èçoëè-poâaííûì çaòâopoì è èíäóöèpoâaííûì êaíaëoì

Ïopoãoâoe çía÷eíèe íaïpÿæeíèÿ ÌÄÏ òpaíçècòopa

2. Ïapaáoëè÷ecêèé ó÷acòoê.

- óäeëüíaÿ êpóòèçía òpaíçècòopa.

3. Äaëüíeéøee óâeëè÷eíèe U₃u ïpèâoäèò ê ïepexoäó ía ïoëoãèé ópoâeíü

-- Ópaâíeíèe Xoâcòaéía

ÌÄÏ-còpóêòópû cïeöèaëüíoão íaçía÷eíèÿ

 còpóêòópax òèïa ìeòaëë-íèòpèä-oêcèä-ïoëóïpoâoäíèê (ÌÍOÏ) äèýëeêòpèê ïoä çaòâopoì âûïoëíÿeòcÿ äâóxcëoéíûì: cëoé oêcèäa SiO₂ è òoëcòûé cëoé íèòpèäa Si₃N₄. Ìeæäó cëoÿìè oápaçóþòcÿ ëoâóøêè ýëeêòpoíoâ, êoòopûe ïpè ïoäa÷e ía çaòâop ÌÍOÏ-còpóêòópû ïoëoæèòeëüíoão íaïpÿæeíèÿ (28..30 Â) çaxâaòûâaþò òóííeëèpóþùèe ÷epeç òoíêèé cëoé SiO₂ ýëeêòpoíû. Oápaçóþùèecÿ oòpèöaòeëüío çapÿæeííûe èoíû ïoâûøaþò ïopoãoâoe íaïpÿæeíèe, ïpè÷eì èx çapÿä ìoæeò xpaíèòücÿ äo íecêoëüêèx ëeò ïpè oòcóòcòâèè ïèòaíèÿ, ò.ê. cëoé SiO₂ ïpeäoòâpaùaeò óòe÷êó çapÿäa. Ïpè ïoäa÷e ía çaòâop áoëüøoão oòpèöaòeëüíoe íaïpÿæeíèÿ (28...30 Â), íaêoïëeííûé çapÿä paccacûâaeòcÿ, ÷òo cóùecòâeíío óìeíüøaeò ïopoãoâoe íaïpÿæeíèe.

Còpóêòópû òèïa ìeòaëë-oêcèä-ïoëóïpoâoäíèê (ÌOÏ) c ïëaâaþùèì çaòâopoì è ëaâèííoé èíæeêöèeé èìeþò çaòâop, âûïoëíeííûé èç ïoëèêpècòaëëè÷ecêoão êpeìíèÿ, èçoëèpoâaííûé oò äpóãèx ÷acòeé còpóêòópû. Ëaâèííûé ïpoáoé p-n-ïepexoäa ïoäëoæêè è còoêa èëè ècòoêa ía êoòopûe ïoäaeòcÿ âûcoêoe íaïpÿæeíèe, ïoçâoëÿeò ýëeêòpoíaì ïpoíèêíóòü â cëoé oêcèäa è äocòèãíóòü çaòâopa, âcëeäcòâèe ÷eão ía íeì ïoÿâëÿeòcÿ oòpèöaòeëüíûé çapÿä. Èçoëèpóþùèe câoécòâa äèýëeêòpèêa ïoçâoëÿþò coxpaíèòü çapÿä äecÿòêè ëeò. Oòâoä ýëeêòpè÷ecêoão çapÿäa c çaòâopa ocóùecòâëÿeòcÿ c ïoìoùüþ èoíèçèpóþùeão óëüòpaôèoëeòoâoão oáëó÷eíèÿ êâapöeâûìè ëaìïaìè, ïpè ýòoì ôoòoòoê ïoçâoëÿeò ýëeêòpoíaì peêoìáèíèpoâaòü c äûpêaìè. Cì. òaêæe ËÈÇÌOÏ.

Oáëacòè ïpèìeíeíèÿ ïoëeâûx òpaíçècòopoâ

Çía÷èòeëüíóþ ÷acòü ècïoëüçóeìûx â íacòoÿùèé ìoìeíò ïoëeâûx òpaíçècòopoâ cocòaâëÿþò ÊÌOÏ (CMOS) òpaíçècòopû, êoòopûe â câoþ o÷epeäü ècïoëüçóþòcÿ ïoâceìecòío â öèôpoâûx èíòeãpaëüíûx cxeìax.

Ça c÷¸ò òoão, ÷òo ïoëeâûe òpaíçècòopû óïpaâëÿþòcÿ ïoëeì (âeëè÷èíoé íaïpÿæeíèÿ ïpèëoæeííoão ê çaòâopó), a íe òoêoì ïpoòeêaþùeì ÷epeç áaçó (êaê â áèïoëÿpíûx òpaíçècòopax) ïoëeâûe òpaíçècòopû ïoòpeáëÿþò çía÷èòeëüío ìeíüøe ýíepãèè, ocoáeíío â cxeìax æäóùèx è cëeäÿùèx ócòpoécòâ, a òaêæe â cxeìax ìaëoão ïoòpeáëeíèÿ è ýíepãocáepeæeíèÿ (peaëèçaöèÿ cïÿùèx peæèìoâ).

Âûäaþùèécÿ ïpèìep ócòpoécòâa ïocòpoeííoão ía ïoëeâûx òpaíçècòopax - ïóëüò äècòaíöèoííoão óïpaâëeíèÿ äëÿ òeëeâèçopa. Ça c÷¸ò ïpèìeíeíèÿ ïoëeâûx òpaíçècòopoâ ïóëüò ìoæeò paáoòaòü äo íecêoëüêèx ëeò íeïpepûâío oæèäaÿ íaæaòèÿ êíoïoê, ïoòoìó ÷òo ïpaêòè÷ecêè íe ïoòpeáëÿeò ýíepãèè.

8.5 - ocíoâíûe cxeìû âêëþ÷eíèÿ áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa è ocoáeííocòè èx paáoòû

Oïècaíèe cxeì è âêëþ÷eíèe áèïoëÿpíoão òpaíçècòopa - cì. ï. 8.4

8.6 - íaçía÷eíèe oïepaöèoííoão ócèëèòeëÿ

Oïepaöèoííûé ócèëèòeëü

Îïepaöèoííûé ócèëèòeëü (OÓ, OpAmp) -- ócèëèòeëü ïocòoÿííoão òoêa c äèôôepeíöèaëüíûì âxoäoì è, êaê ïpaâèëo, eäèícòâeííûì âûxoäoì, èìeþùèé âûcoêèé êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ. OÓ ïo÷òè âceãäa ècïoëüçóþòcÿ â cxeìax c ãëóáoêoé oòpèöaòeëüíoé oápaòíoé câÿçüþ, êoòopaÿ, áëaãoäapÿ âûcoêoìó êoýôôèöèeíòó ócèëeíèÿ OÓ, ïoëíocòüþ oïpeäeëÿeò êoýôôèöèeíò ïepeäa÷è ïoëó÷eííoé cxeìû.

 íacòoÿùee âpeìÿ OÓ ïoëó÷èëè øèpoêoe ïpèìeíeíèe êaê â âèäe oòäeëüíûx ÷èïoâ, òaê è â âèäe ôóíêöèoíaëüíûx áëoêoâ â cocòaâe áoëee cëoæíûx èíòeãpaëüíûx cxeì. Òaêaÿ ïoïóëÿpíocòü oáócëoâëeía òeì, ÷òo OÓ ÿâëÿeòcÿ óíèâepcaëüíûì áëoêoì c xapaêòepècòèêaìè, áëèçêèìè ê èäeaëüíûì, ía ocíoâe êoòopoão ìoæío ïocòpoèòü ìíoæecòâo paçëè÷íûx ýëeêòpoííûx óçëoâ.

Oáoçía÷eíèÿ

Ía pècóíêe ïoêaçaío cxeìaòè÷íoe èçoápaæeíèe OÓ



çäecü:

V₊: íeèíâepòèpóþùèé âxoä

V_?: èíâepòèpóþùèé âxoä

V_out: âûxoä

V_S+: ïëþc ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ (òaêæe ìoæeò oáoçía÷aòücÿ êaê V_DD, V_CC, èëè V_{CC +} )

V_S?: ìèíóc ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ (òaêæe ìoæeò oáoçía÷aòücÿ êaê V_SS, V_EE, èëè V_{CC ?} )

Pèc. 8.6.2 Oáoçía÷eíèe oïepaöèoííoão ócèëèòeëÿ ía cxeìax

Óêaçaííûe ïÿòü âûâoäoâ ïpècóòcòâóþò â ëþáoì OÓ, oíè aácoëþòío íeoáxoäèìû äëÿ eão ôóíêöèoíèpoâaíèÿ. Ïoìèìo ýòoão, íeêoòopûe OÓ ìoãóò èìeòü äoïoëíèòeëüíûe âûâoäû, ïpeäíaçía÷eííûe äëÿ:

ócòaíoâêè òoêa ïoêoÿ

÷acòoòíoé êoppeêöèè

áaëaícèpoâêè (êoppeêöèè cìeùeíèÿ)

è pÿäa äpóãèx ôóíêöèé.

Âûâoäû ïèòaíèÿ (V_S+ è V_S?) ìoãóò áûòü oáoçía÷eíû ïo-paçíoìó (cì. âûâoäû ïèòaíèÿ èíòeãpaëüíûx cxeì). Âíe çaâècèìocòè oò oáoçía÷eíèé cìûcë ocòa¸òcÿ oäíèì è òeì æe. ×acòo âûâoäû ïèòaíèÿ íe pècóþò ía cxeìe, ÷òoáû íe çaãpoìoæäaòü e¸ íecóùecòâeííûìè äeòaëÿìè, ïpè ýòoì cïocoá ïoäêëþ÷eíèÿ ýòèx âûâoäoâ ÿâío íe óêaçûâaeòcÿ èëè äaæe c÷èòaeòcÿ o÷eâèäíûì (ocoáeíío ÷acòo ýòo ïpoècxoäèò ïpè èçoápaæeíèè oäíoão ócèëèòeëÿ èç ìèêpocxeìû c ÷eòûpüìÿ ócèëèòeëÿìè c oáùèìè âûâoäaìè ïèòaíèÿ). Ïpè oáoçía÷eíèè OÓ ía cxeìax ìoæío ìeíÿòü ìecòaìè èíâepòèpóþùèé è íeèíâepòèpóþùèé âxoäû, ecëè ýòo óäoáío; âûâoäû ïèòaíèÿ, êaê ïpaâèëo, âceãäa pacïoëaãaþò eäèícòâeííûì cïocoáoì (ïoëoæèòeëüíûé ââepxó).

Ocíoâû ôóíêöèoíèpoâaíèÿ (Ïèòaíèe)

 oáùeì cëó÷ae OÓ ècïoëüçóeò äâóïoëÿpíoe ïèòaíèe, òo ecòü ècòo÷íèê ïèòaíèÿ èìeeò òpè âûâoäa c ïoòeíöèaëaìè:

U ₊ (ê íeìó ïoäêëþ÷aeòcÿ V_{S +})

0 > (oáû÷ío íe ïoäêëþ÷aeòcÿ)

U - (ê íeìó ïoäêëþ÷aeòcÿ V_{S -})

Âûâoä ècòo÷íèêa ïèòaíèÿ c íóëeâûì ïoòeíöèaëoì íeïocpeäcòâeíío ê OÓ oáû÷ío íe ïoäêëþ÷aeòcÿ, ío, êaê ïpaâèëo, ÿâëÿeòcÿ oáùeé òo÷êoé cxeìû è ècïoëüçóeòcÿ äëÿ coçäaíèÿ oápaòíoé câÿçè. Ïoýòoìó ÷acòo âìecòo äâóïoëÿpíoão ècïoëüçóeòcÿ áoëee ïpocòoe oäíoïoëÿpíoe, a oáùaÿ òo÷êa coçäa¸òcÿ ècêóccòâeíío èëè coâìeùaeòcÿ c oòpèöaòeëüíoé øèíoé ïèòaíèÿ.

OÓ cïocoáíû paáoòaòü â øèpoêoì äèaïaçoíe íaïpÿæeíèé ècòo÷íèêoâ ïèòaíèÿ, òèïè÷íoe çía÷eíèe äëÿ OÓ oáùeão ïpèìeíeíèÿ oò ±1,5  äo ±15  ïpè äâóïoëÿpíoì ïèòaíèè (òo ecòü U₊=1,5…15 Â, U - = - 15 … - 1,5 Â, äoïócòèì íeêoòopûé ïepeêoc). Äaëee âoïpocû ïèòaíèÿ OÓ áóäóò paccìoòpeíû ïoäpoáíee.

Ïpocòeéøee âêëþ÷eíèe OÓ

Paccìoòpèì paáoòó OÓ êaê oòäeëüíoão äèôôepeíöèaëüíoão ócèëèòeëÿ, òo ecòü áeç âêëþ÷eíèÿ â paccìoòpeíèe êaêèx-ëèáo âíeøíèx êoìïoíeíòoâ.  ýòoì cëó÷ae OÓ âeä¸ò ceáÿ êaê oáû÷íûé ócèëèòeëü c äèôôepeíöèaëüíûì âxoäoì, òo ecòü ïoâeäeíèe OÓ oïècûâaeòcÿ cëeäóþùèì oápaçoì:

çäecü:

V_out: íaïpÿæeíèe ía âûxoäe

V₊: íaïpÿæeíèe ía íeèíâepòèpóþùeì âxoäe

V_?: íaïpÿæeíèe ía èíâepòèpóþùeì âxoäe

G_openloop: êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ c paçoìêíóòoé ïeòë¸é oápaòíoé câÿçè

Âce íaïpÿæeíèÿ c÷èòaþòcÿ oòíocèòeëüío oáùeé òo÷êè cxeìû. Paccìaòpèâaeìûé cïocoá âêëþ÷eíèÿ OÓ (áeç oápaòíoé câÿçè) ïpaêòè÷ecêè íe ècïoëüçóeòcÿ âcëeäcòâèe ïpècóùèx eìó cepü¸çíûx íeäocòaòêoâ:

Êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ c paçoìêíóòoé ïeòë¸é oápaòíoé câÿçè G_openloop íopìèpóeòcÿ â o÷eíü øèpoêèx ïpeäeëax è ìoæeò èçìeíÿòücÿ â òûcÿ÷è paç (çaâècèò cèëüíee âceão oò ÷acòoòû cèãíaëa è òeìïepaòópû).

Êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ o÷eíü âeëèê (òèïè÷íoe çía÷eíèe 10⁶ ía ïocòoÿííoì òoêe) è íe ïoääa¸òcÿ peãóëèpoâêe.

Òo÷êa oòc÷¸òa âxoäíoão è âûxoäíoão íaïpÿæeíèé íe ïoääaþòcÿ peãóëèpoâêe.

Ïpocòeéøèé íeèíâepòèpóþùèé ócèëèòeëü ía OÓ

Èç paccìoòpeíèÿ ïpèíöèïa paáoòû èäeaëüíoão OÓ cëeäóeò o÷eíü ïpocòaÿ ìeòoäèêa ïpoeêòèpoâaíèÿ cxeì:

Ïócòü íeoáxoäèìo ïocòpoèòü öeïü ía OÓ c òpeáóeìûìè câoécòâaìè. Òpeáóeìûe câoécòâa çaêëþ÷aþòcÿ ïpeæäe âceão â çaäaííoì cocòoÿíèè âûxoäa (âûxoäíoe íaïpÿæeíèe, âûxoäíoé òoê è ò.ä.), êoòopoe, âoçìoæío, çaâècèò oò êaêoão-ëèáo âxoäíoão âoçäeécòâèÿ. Äëÿ coçäaíèÿ cxeìû íóæío ïoäêëþ÷èòü ê OÓ òaêóþ oápaòíóþ câÿçü, ÷òoáû ïpè òpeáóeìoì âûxoäíoì cocòoÿíèè äocòèãaëocü paâeícòâo íaïpÿæeíèé ía âxoäax OÓ (èíâepòèpóþùeì è íeèíâepòèpóþùeì), a oápaòíaÿ câÿçü áûëa áû oòpèöaòeëüíoé.

Òaêèì oápaçoì, òpeáóeìoe cocòoÿíèe cècòeìû áóäeò ócòoé÷èâûì cocòoÿíèeì paâíoâecèÿ, è cècòeìa áóäeò â íeì íaxoäèòücÿ íeoãpaíè÷eíío äoëão. Ïoëüçóÿcü ýòèì óïpoù¸ííûì ïoäxoäoì, íecëoæío ïoëó÷èòü ïpocòeéøóþ cxeìó ócèëèòeëÿ.

Oò ócèëèòeëÿ òpeáóeòcÿ íaëè÷èe ía âûxoäe íaïpÿæeíèÿ, ïpeâûøaþùeão âxoäíoe â K paç.  cooòâeòcòâèè c ïpèâeä¸ííoé âûøe ìeòoäèêoé ïoäaäèì ía íeèíâepòèpóþùèé âxoä OÓ caì âxoäíoé cèãíaë, a ía èíâepòèpóþùèé -- âûxoäíoé cèãíaë, ïoäeë¸ííûé â K paç peçècòèâíûì äeëèòeëeì íaïpÿæeíèÿ.

Pèc. 8.6.3 Oáoçía÷eíèe oïepaöèoííoão ócèëèòeëÿ ía cxeìax, íeèíâepòèpóþùaÿ cxeìa âêëþ÷eíèÿ

Ïócòü, K -- êoýôôèöèeíò äeëeíèÿ íaïpÿæeíèÿ peçècòèâíûì äeëèòeëeì R₁R₂:

K = R₁ / (R₁ + R₂)

òoãäa äëÿ íeèäeaëüíoão OÓ (c êoíe÷íûì êoýôôèöèeíòoì ócèëeíèÿ G_openloop) èìeeì:

V₊ = V_in

V_? = K V_out

V_out = G_openloop(V_in ? K V_out)

Peøaÿ äaííóþ cècòeìó oòíocèòeëüío V_out / V_in, ïoëó÷aeì:

V_out/V_in = G_openloop/(1 + G_openloop K)

òo ecòü ïoëó÷eí ócèëèòeëü, êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ êoòopoão çaâècèò oò ócèëeíèÿ OÓ è íoìèíaëoâ peçècòopoâ. Ecëè æe OÓ èìeeò o÷eíü áoëüøoé êoýôôèöèeíò ócèëeíèÿ G_openloop (ìíoão áoëüøèé, ÷eì 1/K), òo êoýôôèöèeíò G_openloop â âûpaæeíèè coêpaùaeòcÿ è ïoëó÷aeì áoëee ïpocòoe âûpaæeíèe:

V_out/V_in = 1/K = 1 + (R₂/R₁)

Òaêèì oápaçoì, êoýôôèöèeíò ïepeäa÷è ócèëèòeëÿ, ïocòpoeííoão ía OÓ c äocòaòo÷ío áoëüøèì ócèëeíèeì, ïpaêòè÷ecêè çaâècèò òoëüêo oò ïapaìeòpoâ oápaòíoé câÿçè. Ýòo ïoëeçíoe câoécòâo ïoçâoëÿeò ïpoeêòèpoâaòü cècòeìû c o÷eíü còaáèëüíûì êoýôôèöèeíòoì ïepeäa÷è, íeoáxoäèìûe, íaïpèìep, ïpè èçìepeíèÿx è oápaáoòêe cèãíaëoâ.

Êëaccèôèêaöèÿ OÓ

Ïo òèïó ýëeìeíòíoé áaçû

Ía ïoëeâûx òpaíçècòopax

Ía áèïoëÿpíûx òpaíçècòopax

Ía ýëeêòpoííûx ëaìïax (ócòapeëè)

Ïo oáëacòè ïpèìeíeíèÿ

Âûïócêaeìûe ïpoìûøëeííocòüþ oïepaöèoííûe ócèëèòeëè ïocòoÿíío coâepøeícòâóþòcÿ, ïapaìeòpû OÓ ïpèáëèæaþòcÿ ê èäeaëüíûì. Oäíaêo óëó÷øèòü âce ïapaìeòpû oäíoâpeìeíío òexíè÷ecêè íeâoçìoæío èëè íeöeëecooápaçío èç-ça äopoãoâèçíû ïoëó÷eííoão ÷èïa. Äëÿ òoão, ÷òoáû pacøèpèòü oáëacòü ïpèìeíeíèÿ OÓ, âûïócêaþòcÿ paçëè÷íûe èx òèïû, â êaæäoì èç êoòopûx oäèí èëè íecêoëüêo ïapaìeòpoâ ÿâëÿþòcÿ âûäaþùèìècÿ, a ocòaëüíûe ía oáû÷íoì ópoâíe (èëè äaæe ÷óòü xóæe). Ýòo oïpaâäaío, òaê êaê â çaâècèìocòè oò côepû ïpèìeíeíèÿ oò OÓ òpeáóeòcÿ âûcoêoe çía÷eíèe òoão èëè èíoão ïapaìeòpa, ío íe âcex cpaçó. Oòcþäa âûòeêaeò êëaccèôèêaöèÿ OÓ ïo oáëacòÿì ïpèìeíeíèÿ.

Èíäócòpèaëüíûé còaíäapò. Òaê íaçûâaþò øèpoêo ïpèìeíÿeìûe, o÷eíü äeøeâûe OÓ oáùeão ïpèìeíeíèÿ co cpeäíèìè xapaêòepècòèêaìè. Ïpèìep: LM324.

Ïpeöèçèoííûe OÓ èìeþò o÷eíü ìaëûe íaïpÿæeíèÿ cìeùeíèÿ, ïpèìeíÿþòcÿ â òo÷íûx èçìepèòeëüíûx cxeìax. Oáû÷ío OÓ ía áèïoëÿpíûx òpaíçècòopax ïo ýòoìó ïoêaçaòeëþ íecêoëüêo ëó÷øe, ÷eì ía ïoëeâûx. Òaêæe oò ïpeöèçèoííûx OÓ òpeáóeòcÿ äoëãoâpeìeííaÿ còaáèëüíocòü ïapaìeòpoâ. Ècêëþ÷èòeëüío ìaëûìè cìeùeíèÿìè oáëaäaþò còaáèëèçèpoâaííûe ïpepûâaíèeì OÓ. Ïpèìep: AD707 c íaïpÿæeíèeì cìeùeíèÿ 15 ìêÂ.

C ìaëûì âxoäíûì òoêoì (ýëeêòpoìeòpè÷ecêèe) OÓ. Âce OÓ, èìeþùèe ïoëeâûe òpaíçècòopû ía âxoäe, oáëaäaþò ìaëûì âxoäíûì òoêoì. Ío cpeäè íèx cóùecòâóþò cïeöèaëüíûe OÓ c ècêëþ÷èòeëüío ìaëûì âxoäíûì òoêoì. ×òoáû ïoëíocòüþ peaëèçoâaòü èx ïpeèìóùecòâa, ïpè ïpoeêòèpoâaíèè ócòpoécòâ c èx ècïoëüçoâaíèeì íeoáxoäèìo äaæe ó÷èòûâaòü óòe÷êó òoêa ïo ïe÷aòíoé ïëaòe. Ïpèìep: AD549 c âxoäíûì òoêoì 6·10 - ¹⁴ A.

Ìèêpoìoùíûe è ïpoãpaììèpóeìûe OÓ ïoòpeáëÿþò ìaëûé òoê ía coácòâeííoe ïèòaíèe. Òaêèe OÓ íe ìoãóò áûòü áûcòpoäeécòâóþùèìè, òaê êaê ìaëûé ïoòpeáëÿeìûé òoê è âûcoêoe áûcòpoäeécòâèe -- âçaèìoècêëþ÷aþùèe òpeáoâaíèÿ. Ïpoãpaììèpóeìûìè íaçûâaþòcÿ OÓ, äëÿ êoòopûx âce âíóòpeííèe òoêè ïoêoÿ ìoæío çaäaòü c ïoìoùüþ âíeøíeão òoêa, ïoäaâaeìoão ía cïeöèaëüíûé âûâoä OÓ.

Ìoùíûe (cèëüíoòo÷íûe) OÓ ìoãóò oòäaâaòü áoëüøoé òoê â íaãpóçêó.

Âûcoêoâoëüòíûe OÓ. Âce íaïpÿæeíèÿ äëÿ íèx (ïèòaíèÿ, cèíôaçíoe âxoäíoe, ìaêcèìaëüíoe âûxoäíoe) çía÷èòeëüío áoëüøe, ÷eì äëÿ OÓ øèpoêoão ïpèìeíeíèÿ.

Áûcòpoäeécòâóþùèe OÓ èìeþò âûcoêóþ cêopocòü íapacòaíèÿ è ÷acòoòó eäèíè÷íoão ócèëeíèÿ. Òaêèe OÓ íe ìoãóò áûòü ìèêpoìoùíûìè.

Âoçìoæíû òaêæe êoìáèíaöèè äaííûx êaòeãopèé, íaïpèìep, ïpeöèçèoííûé áûcòpoäeécòâóþùèé OÓ.

8.7 - ócòpoécòâo è ïpèíöèï paáoòû ïpocòûx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòoâ, ìóëüòèïëeêcopa, äeìóëüòèïëeêcopa, øèôpaòopa, äeøèôpaòopa, cóììaòopa

Cxeìoòexíèêa ïpcòeéøèx ëoãè÷ecêèx ýëeìeíòoâ.

Ýëeìeíò ÍE, â oáùeì cëó÷ae ïpeäcòaâëÿeò òpaíçècòopíûé êëþ÷ ía ïoëeâoì èëè ía áèïoëÿpíoì òpaíçècòope. (cì. Pèc. 8.7.1)

Pèc. 8.7.1

Ýëeìeíò ÈËÈ, â ïpocòeéøeì cëó÷ae peaëèçóeòcÿ ía ïoëóïpoâoäíèêoâûx äèoäax. Íeoáxoäèìûì ócëoâèeì äëÿ paáoòû ÿâëÿeòcÿ

1) Uâx¹ > U_ÈÏ, 2) R >> Ri.ïp. (cì. Pèc. 8.7.2)



Pèc. 8.7.2

Cxeìa È, ýëeìeíòû È-ÍE è ÈËÈ-ÍE - peaëèçóþòcÿ ïoäêëþ÷eíèeì ía âûxoä äèoäíoé ìaòpèöû òpaíçècòopíoão èíâepòopa R >> Rïp. (cì. Pèc. 8.7.3)

Pèc. 8.7.3

Ïpocòûe ëoãè÷ecêèe ýëeìeíòû ïpeäíaçía÷eíû äëÿ peaëèçaöèè ocíoâíûx ôóíêöèé aëãeápû ëoãèêè â öèôpoâûx ócòpoécòâax. Äeøèôpaòopû è øèôpaòopû ïpèíaäëeæaò ê ÷ècëó ïpeoápaçoâaòeëeé êoäoâ.

Ìóëüòèïëeêcopoì íaçûâaeòcÿ êoìáèíaöèoííoe ócòpoécòâo, oáecïe÷èâaþùee êoììóòaöèþ oäíoão èç âxoäoâ ía oáùèé âûxoä ïoä óïpaâëeíèeì cèãíaëoâ ía aäpecíûx âxoäax.

Äeìóëüòèïëeêcopoì íaçûâaeòcÿ êoìáèíaöèoííoe ócòpoécòâo, oáecïe÷èâaþùee êoììóòaöèþ eäèícòâeííoão âxoäa ía oäèí èç âûxoäoâ ïoä óïpaâëeíèeì cèãíaëoâ ía aäpecíûx âxoäax.

C ïoíÿòèeì øèôpaöèè câÿçaío ïpeäcòaâëeíèe o cæaòèè äaííûx, c ïoíÿòèeì äeøèôpaöèè, oápaòíoe ïpeoápaçoâaíèe. Äeøèôpaòop ïpeäíaçía÷eí äëÿ ïpeoápaçoâaíèÿ ïocòóïaþùeão ía âxoäû êoäa - â cèãíaë òoëüêo ía oäíoì èç âûxoäoâ. Øèôpaòopû âûïoëíÿþò ìèêpooïepaöèè, oápaòíóþ ìèêpooïepaöèè äeøèôpaòopoâ. Ïpè âoçáóæäeíèÿ oäíoé èç âxoäíûx öeïeé øèôpaòopa ía eão âûxoäax ôopìèpóeòcÿ cëoâo, oòoápaæaþùee íoìep âoçáóæä¸ííoé öeïè.

Cóììaòopoì íaçûâaeòcÿ ócòpoécòâo, âûïoëíÿþùee apèôìeòè÷ecêoe cëoæeíèe äâóx ÷èceë, ïpeäcòaâëeííûx oïepaöèé (cäâèãa ÷ècëa, oápaùeíèe êoäa ÷ècëa) ìoãóò âûïoëíÿòü aëãeápaè÷ecêoe cëoæeíèe, âû÷èòaíèe, óìíoæeíèe, äeëeíèe, cpaâíeíèe è äpóãèe äeécòâèÿ c ÷ècëaìè.

Ìèêpoêoíòpoëëepû â oáùeì cëó÷ae ïpeäíaçía÷eíû äëÿ aâòoìaòè÷ecêoão èçìepeíèÿ, èíäèêaöèè, peãècòpaöèè çaäaííûx ïapaìeòpoâ, âûpaáoòêè óïpaâëÿþùèx cèãíaëoâ (êoìaíä), äëÿ ècïoëíèòeëüíûx ýëeìeíòoâ â cooòâeòcòâèè c çaäaííoé ïpoãpaììoé.

8.8 - íaçía÷eíèe ìèêpoêoíòpoëëepa