Номер записи: 905
Хочешь скидку? Узнай как получить
К этой записи 0 комментария (-ев)

Расчет логической схемы Вариант 7

Цена: Поинтересоваться ценой

 

Входное задание:

 

 

Принцип работы

 

Во входной цепи схемы используется многоэмиттерный транзистор. Количество эмиттеров равно трём.  Резистор R2 и транзистор Т2 образуют  простой инвертор.

 

1) На каждый вход подаётся единица

Пусть Uвх1 = Uвх2 = Uвх3 = U1лог

Uэ1т1 = Uэ2т1 = Uэ3т1 > Uбт1

Переходы б — э1 , б – э2  и б – э3 закрыты ( смещен в обратном направлении )

Uбт2= Uкт1< Uбт1. Поэтому коллекторный переход в Т1 смещен в прямом направлении (Переход Б-К Т1 открыт)

Т1 работает в инверсном режиме

Напряжение Uбт1 открывает переходы Б-К Т1 и Б-Э Т2

Т2 работает в режиме насыщения (Uбт2> Uкт2)

Uвых= U0лог = Uкэ2= Uкэ2нас=0.1 : 0.3 В

 

2) Хотя бы один вход равен нулю

Uвх1 = U0лог      

Uвх2 = Uвх3 = U1лог

б – э1 открыт

б – э2 и б – э3 закрыт

б – э1 полностью открывается и Т1 переходит в режим насыщения.

Ток базы Iбт1 возрастает, соответственно возрастает UR1 = Iбт1 * R1 – возрастает

Напряжение Uбт1 падает. И этого напряжения Uбт1 не хватает для открытия обоих переходов К-Б Т1 и Б-Э Т2 (К-Б Т1 – открыт, а Б-Э Т2 закрыт)

Uбт2 < Uкт2 . Переход К-Б Т2 смещен обратно, а Б-Э Т2 закрыт и находится в режиме большого сопротивления

Через Т2 протекает очень маленький ток. Т2 находится в закрытом состоянии.

Iкт2 очень мал. Rт2>>R2.

Uвых=Е- Iкт2 * R2 =Е= U1лог

Расчет логической схемы Вариант 7

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

МОСКОВСКИЙ ИСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

 

 

 

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

 

 

 

 

 

 

 

Домашняя работа 1

Расчет логической схемы Вариант 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Группа К-52

Старкова В.А.

 

 

 

Принял:

Орехов Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2010

Расчет логической схемы.

1. Нарисовать в масштабе топологии и технологические сечения транзисторов и

резисторов.

2. Рассчитать spice-параметры моделей транзисторов схемы.

3. Описать принцип работы схемы.

4. Используя рассчитанные параметры моделей промоделировать схему в SPICE и

построить:

· передаточную характеристику схемы: UВЫХ(UВХ), определить по ней уровни

логического нуля (U0) и единицы (U1), запас помехоустойчивости схемы;

· зависимость потребляемого схемой тока от входного напряжения IПОТР(UВХ) и

рассчитать средний потребляемый ток;

· переходные характеристики схемы: UВЫХ(t) и UВХ(t), определить по ним времена

задержек и фронтов переключения, максимальную рабочую частоту схемы (fmax);

· рассчитать статическую и динамическую потребляемую мощность.

 

 

Входное задание:

 

 

Рассчет spice-параметров модели биполярного транзистора.
Диффузионная длинна электронов в базе, см
Коэфицент , учитывающий градиент примеси в базе
Глубина залегания p-n перехода база-коллектор, см
Глубина залегания эммитерного p-n перехода, см
Толщина активной базы, см
Подвижность электронов в объеме базы,
Тепловой потенциал при комнатной температуре (Т=300К), В
Коэффицент диффузии электронов в базе,
Концентрация донорной примеси в эмитерной области: у эммитерного перехода,
Концентрация донорной примеси в эпитаксиальной пленке коллектора,
Промежуточные данные, необходимые для расчета коэфицента усиления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минимальный размер, см
Параметры эммитера, см
Коэффицент диффузии дырок в коллекторе,
Параметры базы, см
Диффузионная длина дырок в коллекторе, см
Число эммитеров
Обозначение для сокращения длины записи коэффицента усиления
Коэффицент усиления тока базы в инверсном режиме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заряд электрона, Кл
Концентрация носителей зарядов в собственном полупроводнике,
Ток насыщения, А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффицент усиления тока базы в нормальном режиме
Поверхностное сопротивление пассивной области базы(вне эммитера),
Расстояние между эммитером и контактом базы, см
Сопротивление базы(Rb), Ом
Толщина скрытого n+ слоя, см
Параметры коллектора, см
Удельное объемное сопротивление коллекторной области,
Толщина эпитаксиального слоя, см
Сопротивления необходимые для расчета сопротивления коллектора, Ом
Сопротивление коллектора, Ом
Время пролета базы, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Концентрация донорной примеси в эмитерной области: у эммитерного перехода,
Концентрация акцепторной примеси в области базы: у эммитерного перехода,
Концентрация акцепторной примеси в области базы: у коллекторного перехода,
Концентрация донорной примеси в эпитаксиальной пленке коллектора,
Диэлектрическая проницаемость,
Относительная диэлектрическая проницаемость проводника
Потенциальный барьер p-n перехода при нулевом смещении
Функция для вычисления минимума
Емкости расчет емкостей
Емкость коллектроного p-n перехода, Ф
Емкость эммитерного p-n перехода, Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчет spice-параметров модели многоэммитерного транзистора.
Диффузионная длинна электронов в базе, см
Коэфицент , учитывающий градиент примеси в базе
Глубина залегания p-n перехода база-коллектор, см
Глубина залегания эммитерного p-n перехода, см
Толщина активной базы, см
Подвижность электронов в объеме базы,
Тпловой потенциал при комнатной температуре (Т=300К), В
Коэффицент диффузии электронов в базе,
Концентрация донорной примеси в эмитерной области: у эммитерного перехода,
Концентрация донорной примеси в эпитаксиальной пленке коллектора,
Требуется для расчета коэффицента усиления
Минимальный размер, см
Параметры эммитера, см
Коэффицент диффузии дырок в коллекторе,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры базы, см
Диффузионная длина дырок в коллекторе, см
Число эммитеров
Обозначение для сокращения длины записи коэффицента усиления
Коэффицент усиления тока базы в инверсном режиме
Заряд электрона, Кл
Концентрация носителей зарядов в собственном полупроводнике,
Ток насыщения, А
Коэффицент усиления тока базы в нормальном режиме
Поверхностное сопротивление пассивной области базы(вне эммитера),
Расстояние между эммитером и контактом базы, см

 

 

 

 

 

 

Сопротивление базы(Rb), Ом
Толщина скрытого n+ слоя, см
Параметры коллектора, см
Удельное объемное сопротивление коллекторной области,
Толщина эпитаксиального слоя, см
Сопротивления необходимые для расчета сопротивления коллектора, Ом
Сопротивление коллектора, Ом
Время пролета базы, с
Концентрация донорной примеси в эмитерной области: у эммитерного перехода,
Концентрация акцепторной примеси в области базы: у эммитерного перехода,
Концентрация акцепторной примеси в области базы: у коллекторного перехода,
Концентрация донорной примеси в эпитаксиальной пленке коллектора,
Диэлектрическая проницаемость,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительная диэлектрическая проницаемость проводника
Потенциальный барьер p-n перехода при нулевом смещении
Функция для вычисления минимума
Нашли минимум
Емкости расчет емкостей
Емкость коллектроного p-n перехода, Ф
Емкость эммитерного p-n перехода, Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет основных параметров и характеристик логических элементов
Потенциалы логического нуля и логической единицы ,В
Логический перепад, В
Нужны для вычисления ширины зоны неопределенности, В
Порог переключения, В
Ширина зоны неопределенности,В
Помехоустойчивость по положительным помехам, В
Помехоустойчивость по отрицательным помехам, В
Проверка правильности вычислений
Потребляемый ток питания, А
Напряжение питания, В
Статистическая мощность схемы, Ватт
Емкость БТ транзистра нужная для вычисления паразитной емкости, Ф
Паразитная емкость схемы, Ф
Максимальный период нужный для вычисления частоты переключения, с
Частота переключения, Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамическая мощность схемы, Ватт
Зарержка переключения с логического нуля на логическую еденицы,с
Зарержка переключения с логической единицы на логический ноль,с
Время задержки определяется как среднее арифметическое двух предыдущих задержек,с
Длительность фронтов,с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет параметров резисторов
В схеме имеется два резистора:

R1=2800 Ом   R2=1200 Ом

L — длинна, W — ширина.

Пример:  L=5 означает, что длинна равна 5 минимальных размеров(Δ)

Δ=2мкм или 5*10^-4 см. Ширина аналогично.

Поверхностное сопротивление,
Δ
Δ
Δ
Δ

 

 

 

 

 

Отзывы

Отзывов пока нет.

Будьте первым кто оставил отзыв;

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *