Контрольная работа по "Электронике"

Контрольная работа по дисциплине:

ЭЛЕКТРОНИКА

Задача 1

Начертить принципиальную схему логического элемента на МДП- транзисторах (последняя цифра студенческого билета – четная – схема рис.1б).

Для заданной величины порогового напряжения транзисторов U0n = 1,5 В и U0p = 1,5 В и величины входного напряжения Uвх = 2 В определить напряжение на выходе схемы в отсутствии входного сигнала (логический 0 на входе) и при подаче сигнала на вход (логическая 1 на входе). Напряжение питания Ec = 3 В.

Решение.

[pic 1]

Рис. 1. Принципиальная схема логического элемента на МДП-транзисторах.

Пусть задана схема рис.1. Это логическая схема на комплементарных МДП-транзисторах, т.е. транзисторах, у которых различный тип проводимости канала. В
МДП-транзисторах с индуцированным каналом в исходном состоянии канала нет, и ток через транзистор протекать не может. Для создания канала в МДП-транзисторе с каналом n-типа необходимо на затвор подать положительное напряжение относительно истока больше порогового напряжения U0n.

Для создания канала в МДП-транзисторе с каналом p-типа необходимо на затвор подать отрицательное напряжение относительно истока больше порогового напряжения U0p.

По условию задачи, пороговое напряжение транзисторов составляет U0n = 1,5 В для транзисторов с n-каналом и U0p = 1,5 В для транзисторов с p-каналом, а амплитуда входного сигнала U0 = 2В, напряжение питания Ec = 3 В. В отсутствие сигнала канала в транзисторе VT1 нет. Между истоком и стоком большое сопротивление. На истоке транзистора VT2 потенциал равен напряжению источника питания и составляет Uи2 = +3В. Потенциал на затворе транзистора VT2 в отсутствие сигнала равен 0. В этом случае напряжение затвора относительно истока равно

Uзи2 = Uз2 – Uи2 = 0 – 3 = –3 В

Это напряжение на затворе больше порогового напряжения U0p = –1,5 В, и в транзисторе образуется канал р-типа. Через транзистор VT2 может протекать ток. Транзистор VT1 имеет большое сопротивление, поэтому суммарное сопротивление последовательно соединенных транзисторов велико, и через транзисторы VT1 и VT2 протекает очень маленький ток. Потенциал на выходе схемы относительно земли

Uвых = Еc – I*Rканала2

Падение напряжения на сопротивлении канала транзистора VT2 мало, т.к. мало значение тока, протекающего через канал. Выходное напряжение близко к величине напряжения питания 3 В.

При подаче входного сигнала (логической «1») напряжение затвора относительно истока (Uзи1) транзистора VT1 равно Uзи1 = 2 В, что больше порогового. Следовательно, при наличии на входе сигнала логической «1» в транзисторе VT1 образуется канал. Между истоком и стоком транзистора VT1 сопротивление мало.

Одновременно на затворе транзистора VT2 устанавливается входной потенциал
Uз2 = 2В. Потенциал истока равен потенциалу источника питания 3 В. Потенциал затвора относительно истока равен

Uзи2 = Uз2 – Uи2 = 2 – 3 = –1 В

Это напряжение на затворе меньше порогового напряжения U0p = –1,5 В. Канал в транзисторе VT2 не образуется. Сопротивление между истоком и стоком транзистора велико.

Через транзисторы протекает незначительный ток, т.к. сопротивление сток-исток транзистора VT2 велико. Выходное напряжение относительно земли равно

Uвых = I*Rканала1

Сопротивление Rканала1 транзистора VT1 мало, выходное напряжение близко к нулевому.

Задача 2

Начертить схему логического элемента ТТЛ (рис. 2). Значения входных сигналов (последняя цифра номера студенческого билета 2):