Компиляция тестов по схемотехнике. Учебник состоит из 3х частей. Список теоретических вопросов, встречающихся в первом тесте
 Скачать 15.98 Mb.
|
Логарифматор и антилогарифматор.  Полевые транзисторы (канальные, униполярные). Электрическое поле управляет толщиной канала→током через канал. Ток определяется только одним видом носителя(p- канал- дырки, n- электроны).  Полевой транзистор с p-n переходом. n канал между двумя p- затворами. При уменьшении напряжения на затворах электроны идут в n(канал) а дырки в p(затвор). Канал сужается. Ток уменьшается. Если к затвору приложить +, то p-n переход откроется и от этого пользы нет. Uзатвора   Крутизна S=∆Iстока/∆Uзатвора[1/кОм].  rк=dUстока/dIстока -сопротивление канала; коэффициент усиления по напряжению μ=Srк. МОП- металл-окисел-полупроводник и МДП- металл-диэлектрик полупроводник  Без подачи положительного напряжения ток не потечёт. При воздействии положительного напряжения, начиная с некоторого порогового значения Uпорог образуется n канал. При наличие встроенного канала можно подать некоторое отрицательное Uотсечки. Обозначение, выходная и передаточная характеристика.
Пунктир означает отсутствие канала. Если канал встроенный, то линия сплошная. Если канал n- то стрелка внутрь. КМОП транзисторы имеют большое входное сопротивление, занимают малую площадь. Потребляют мощность только при переключении, в статическом режиме не потребляют. Обратная связь- передача части выходного сигнала на вход. γ=Uос/Uвых- показывает, какая часть выходного сигнала подаётся на вход; k=Uвых/Uвх- коэффициент усиления усилителя; kос=Uгенер/Uвх=k/F- коэффициент усиления с обратной связью; фактор обратной связи F=1 γk=k0/kос , + для отрицательной обратной связи, - для положительной. При γk>>1 kос≈1/γ→отрицательная ОС повышает стабильность схемы (по отношению к изменению параметров усилителя), уменьшает Iвх→увеличивает rвх в F раз; увеличивает полосу пропускания. Положительная связь понижает стабильность, при γk1 вызывает самовозбуждение усилителя и по этому не используется. Последовательная О.С.- эдс ос подключено последов. с генератором. Искажения. Линейные- связаны с наличием реактивных элементов и изменении сигнала во времени. Нелинейные- наличие элементов с нелинейными вольт амперными характеристиками, чем больше амплитуда сигнала, тем сильнее они проявляются. Импульсные устройства.- делаются на основе усилителей с положительной обратной связью. Триггер. имеет 2 устойчивых состояния- один из транзисторов открыт и насыщен. Состояние, когда оба транзистора работают в активном режиме является неустойчивым из за положительной обратной связи: увеличение Uб1→увеличение тока через базу и коллектор→более сильное уменьшение Uб2→насыщение первого транзистора и закрытие второго.  Мультивибратор. Не имеет входов. Имеет два временно устойчивых состояния, и неустойчивое(переход между устойчивыми) состояние. Когда оба транзистора открыты, то + на базе первого порождает – на базе второго(С1 мгновенно разрядиться не может) и + на выходе, С1- начинает разряжаться до тех пор, пока Uб2 не достигнет 0,7В, затем мультивибратор переходит в другое устойчивое состояние. Мультивибратор на ОУ может работать на более низких частотах. На логических элементах. На выходе 1 единица, на выходе 2- ноль. Конденсатор С1- перезаряжается.
Одновибратор. Устойчивое состояние, может переходить во временно устойчивое состояние, когда на вход подаётся напряжение, превышающее Uпороговое. В этом случае на базу второго транзистора подаётся – и он закрывается, Uвых становится равным напряжению питания. Затем конденсатор заряжается и одновибратор переходит в устойчивое состояние: Uвых=0,  Т1- закрыт, Т2- открыт и насыщен. Одновибратор на ОУ. Чтобы снизить время перехода в устойчивое состояние надо подключить диод параллельно сопротивлению. Для того, чтобы ограничить перепады напряжения на входе к выходу подключают стабилизатор.
 Компаратор. На выходе +E, если U2>U1+Uсмещ+E/k; -E, если U1>U2+Uсмещ+E/k Триггер Шмидта. Имеет два устойчивых состояния Uвых=E. Для перехода из одного устойчивого состояния в другое необходимо подать на вход напряжение превышающее  ER2 /R1+R2. Фильтры. Обеспечивают преимущественное прохождение сигналов одних частот и непрохождение других частот. Фильтры низких чатот(пропускают только низкие частоты, например интегрирующая R-C цепь). Фильтры высоких частот. Полосо-пропускающие и полосо-заграждающие фильтры. Логические элементы. Характерезуются: потребляемой мощностью, выходные напряжения 0 и 1, пороговые напряжения и входные токи, входные и выходные сопротивления, рабочие температуры, быстродействие(время переключения и задержки), нагрузочная способность. Сигнал на выходе однозначно определяется сигналом на входе. Операции: не, и, или, исключающее или, или-не, и-не
 ТТЛ и ТТЛ(Ш)   ТТЛШ используют диоды Шоттки и имеют большее быстродействие чем ТТЛ и КМОП. Входная, выходные и передаточная характеристика ТТЛ.  КМОП- построены на комплиментарных, т е взаимодополняющих МОП транзистерах. При подачи 1 на оба входа 1 и 2 закрываются, а 3 и 4 открываются→на выходе 0. Если Х2=0, то 1 откроется, 3 -закроется→на выходе 1. Достоинства: малая мощность, помехозащищённость, большое входное сопротивление, малое выходное, большая нагрузочная способность, температурная стабильность, малые размеры и малую энергию, затрачиваемую на одну операцию.   Триггеры. Являются последовательными устройствами. Асинхронные- запись осуществляется сразу после поступления сигнала. Синхронные- в момент подачи синхронизирующего импульса. Асинхронный и синхронный R-S триггер.   Комбинационные и последовательные устройства. Комбинационные- сигнал на выходе зависит только от сигналов на входе, например любой логический элемент и сумматор. Последовательные- сигнал на выходе зависит от сигналов на входе и предыдущего состояния, например R-S триггер и счётчик. Сумматор и полусумматор. сумматор из двух полусуммат.  Полусумматор имеет два входа и два выхода- “ВЗАИМОИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ”(младший разряд суммы) и “И”. Реализует сложение одноразрядных чисел. При сложении многоразрядных чисел они используются только для младшего разряда. Сумматор должен иметь ещё один вход для переноса из более младшего разряда. Его можно реализовать с помощью двух полусумматоров. Регистры. Предназначены для хранения и преобразования информации. Состоят из R-S- триггеров. Операции: приём и хранение информации в виде n разрядного двоичного числа. Передача числа в прямом и обратном порядке, сдвиг. По способу приёма и выдачи информации делятся на параллельные последовательные(сдвиговые), параллельно-последовательные и универсальные. Сдвиг информации осуществляется путём подачи синхронизирующих импульсов. Счётчик.  Последовательное устройство с одним информационным входом, и могут иметь приспособления сброса и установки начального значения. Характеризуются модулем счёта и быстродействием. Бывают синхронные (параллельные, нижний рисунок ) и асинхронные(последовательные) счётчики. Каждый следующий разряд асинхронного меняет своё значение при поступлении заднего фронта с предыдущего. Их быстродействие падает при увеличении числа разрядов. Каждый разряд параллельного счётчика срабатывает только тогда, когда все младшие разряды перебрасываются с 1 на 0. Реализуется из J K триггеров. Переброс триггера происходит при подаче импульса на вход С при условии, что на все входы J и K подана 1. Мультиплексор- прибор для подключения многих датчиков к одной линии. Если на управляющий вход a подать 1 то на выходе будет X1, а если 0, то X2.  Цифро-аналоговые преобразователи.  Схема R-2R. Может содержать большее число разрядов. Сопротивление всех верхних узлов на землю “слева” равно сопротивлению на землю и вход ОУ “справа” и равно 2R. Предполагается, что сопротивление источника U=0. Поэтому ток от каждого регистра в каждом узле раздваиваивается и ко входу ОУ продолжает идти только половина тока. Аналогово- цифровые преобразователи.  Также есть следующий метод. Сигнал (отрицательный или –Uc) подаётся на интегрирующую цепочку на время определённого количества импульсов генератора импульсов. Затем счётчик сбрасывается и на интегрирующую цепочку подаётся постоянное напряжение до тех пор, пока компаратор не покажет , что напряжение на выходе стало меньше 0. Счётчик в это время считает импульсы. Затем компаратор отключает счётчик и со счётчика считывается полученный сигнал. Микропроцессор X-ПП-Аналоговый тракт-Аналогово цифровой преобразователь- Каналовая связь- ЭВМ-Регистрационное устройство
Производительность(частота) микропроцессоров постоянно возрастает из за конкурентной борьбы и уменьшения размеров и мощностей логических элементов(6 мкм- 1974г до 0,18 мкм- 2001) Примечание. У Масленникова В. В. немереное количество задач на темы с участием диодов, операционных усилителей, биполярных транзисторов, сопротивлений и конденсаторов. Для успешной сдачи нельзя забывать правила Кирхгофа и надо зазубрить: 1)По закрытому диоду(если напряжение <0.7 В) ток не течёт. 2)Если по диоду ток течёт, то Uдиода =0,7В 3)Рисуя АЧХ R-C цепей знать, что при 0 частоте R конденсатора=∞, а при бесконечной=0 4)Для любого усилителя |Uвыхода| 5)Условие открытости транзистора- Uэмиттер>0,7; Uэмиттер-база=0,7; 6)Условие насыщения транзистора- βIбазы=E/ Rк+Rэ или Uб > 0.7 + Rэ E / Rк+Rэ(одно является следствием другого) 7)Режим отсечки: Uэмиттер<0,7В (токи не текут, p-n переход закрыт) 8)Рабочий режим(открыт, но не насыщен): β =Ik/Iб>>1, Uк=E-RэIк, Uб=0,7+Rэ Iэ , Iк≈Iэ 9)Понимать резистивный делитель, принцип суперпозиции и мнимой земли (требовать, чтобы объяснял, пока не поймёте). При отсутствии ответа- переписывать соответствующий раздел. |
