Общая схема преобразователя, содержащего 152 транзистора, приведена на рис. 5.26. В двоично-десятичном преобразователе используются логические схемы

Рис. 5.23. Фотография двоично-десятичного преобразователя

на МОП-транзисторах. а - место обрезки кристалла кремния; b - нагрузочные транзисторы; с - защитные диоды; - диффузионная р+-область истоков; е - алюминиевые шины; / - тонкий слой окисла управляющих транзисторов; g - толстый слой окисла неиспользуемых транзисторов; /г -выход к лампочке № 15; / - диффузионная р * -область стока; / - индикатор толщины окисла; /г - контактные площадки; / - изолированное пересечение; т - контакт; п - общий затвор нагрузочных транзисторов; о -общий сток нагрузочных транзисторов; р -матрица выбора светящихся элементов; q - декодирующая матрица.

НЕ-ИЛИ (фиг. 5.27,а). К каждой из десяти выходных шин подключены только четыре из восьми возможных транзисторов (неиспользуемые транзисторы обозначены

пунктиром). Для превращения неиспользуемых транзисторов в неактивные приборы в области их затвора оставлен толстый слой окисла. Неиспользуемые транзисторы показаны также на рис. 5.25 и 5.27, б. Чтобы вы-

J J J J

±X J

-TJl i Jl

UlLJlLJ

J* < L.

ff.

k a

,1 \y

Ч

i

(/ /1 e с X?

Лампочки-

Рис. 5.26. Электрическая схема двоично-десятичного преобразователя.

брать цифру 1, необходимо с нагрузочного транзистора шины 1 (рис. 5.27,а) снять высокий уровень (-10 в). Следовательно, соответствующие управляющие транзисторы (в свою очередь управляемые двоичными входами), должны быть закрыты, т. е. входы ABCD должны быть низкими (нулевыми) Как видно из рис. 5.27, а

И 5.23, б, условию выбора единицы соответствует код AbCD. Топологическая схема матрицы засветки цифр приведена на рис 5.28. Входами для матрицы 2 служат десятичные выходные сигналы матрицы /. Используемые

Логические Входы

[есятчиыи ыход

Испт Тонкий спои окисло.

транзистора

Общий сток . нагрузочных транзистород

Нагрузочные транзисторы

нагрузочных Логические транзистород Входы

АлюминиеВые^ Тонкий слой окисла Толстый слой окисла шины управляющего неиспользуемого

транзистора транзистора

ш

. (НЬ

Рис. 5.27. Декодирующая матрица, а - электрическая схема, б -топология ИС.

И неиспользуемые транзисторы формируются в матрицей таким же образом, как и в матрице /. В качестве выходного параметра в матрице 2 используется не напряжение, как в матрице /, а ток Стоки выходных транзисторов подключены к шине t/nux, а истоки - к базам

внешних биполярных транзисторов. В такой схеме потенциал истоков близок к потенциалу земли. Выход, управляемый током, позволяет преодолеть ряд трудностей, обычно возникающих при работе МОП-транзисторов на внешние устройства. Описанная схема обладает также повышенным быстродействием.

Выходные 11сипители

Контак! к р+- ооласт

Контакт для уменьшения сопротивления шины литания

Разбодка питания по диффузионной р--области

Выход преодразоВателя на лампочку NSZ

Алюминиевая { шина

Десятичны^ входы

Тонкий слой окисла управляющего транзистора

Толстый слой окисла неиспользуемого транзистора

Общий сток

Рис. 5.28. Топология матрицы выбора светящихся элементов.

хМатрица 2 работает следующим образом. Предположим, что на вход подан двоичный сигнал, соответствующий цифре 1 в матрице /. На шине / возникает высокий потенциал, в то время как на остальных девяти шинах остается нулевой потенциал. Так как под затвором транзистора, образованного в месте пересечения

ШИН / и Lb находится толстый слой окисла, этот транзистор не включается, а включается транзистор, образованный в месте пересечения шин / и L2, где слой окисла тонкий. В результате лампочка L2 загорается, а Li не загорается (см. рис. 5.24). Лампочки L2, Lq, Lib Li4 высвечивают цифру 1.

ЛИТЕРАТУРА )

1*. Farina D., Trotter D., MOS Integrated Circuits Save Space and Money, Electronics, pp. 84-95 (Dec. 4, 1965).

2. W a 11 m a r к J. Т., R e V e s z A. G., Redundancy in Unipolar Transistor Circuits, IEEE Trans. Electron. Computers, EC-12, 23 (Febr. 1963).

3. Engineering Staff, Motorola Inc, Warner R M., Fordem-walt J. N., eds.. Integrated Circuits, McGraw-Hill, New York, 1965; русский перевод: Интегральные схемы. Принципы конструирования и производства, изд-во Советское радио , 1968.

4. Igarashi R., Kurosawa Т., Yarta Т., А 150-nanosecond Associative Memory Using Integrated MOS Transistors, Intern. Solid-state Circuits Conf. Record, pp. 104-105, Febr. 1966.

5. Josephs H. C, A Figure of Merit for Digital Systems, Micro-

electronics and Reliability, 4, 345-350 (1965).

6. Kane J., Switch Over to Field-effects. Part I, Electron. Design,

14, № 24, 54-60 (Oct. 25, 1966).

7. К a n e J., FETs Make Digital Switching a Snap, Part II, Electron.

Design, 14, № 25, 72-79 (Nov. 8, 1966).

8. V a d a s z L, N e V a 1 a R., S a n d e r W., S e e d s R, A Systematic Engineering Approach to Complex Arrays, Intern. Solid-state Circuits Conf. Record, pp. 120-121, Febr. 1966.

) Статья, отмеченная звездочкой, опубликована в русском переводе в журнале Электроника (Electronics). -Прим. ред.

Глава

АНАЛОГОВЫЕ СХЕМЫ

В случае применения в линейных усилителях полевые транзисторы обладают двумя преимуществами по сравнению с биполярными приборами: высоким входным сопротивлением и квадратичной зависимостью выходного тока от входного напряжения. Следствием большого входного сопротивления является высокий коэффициент усиления по мощности. Следует отметить, что по шумовым характеристикам усилители на полевых транзисторах с управляющим /? - п-переходом значительно лучше усилителей на транзисторах с изолированным затвором. Исследование линейных усилителей на полевых транзисторах основывается на методах, аналогичных методам исследования ламповых усилителей. В настоящей главе кратко рассмотрены три основные схемы включения транзисторов, приведены соответствующие им эквивалентные схемы и выведены основные уравнения. В заключительной части рассмотрены различные схемы усилителей на МОП-транзисторах, включая комбинированные схемы из МОП- и биполярных транзисторов.

6.1. УСИЛИТЕЛЬ С ОБЩИМ ИСТОКОМ

На рис. 6.1 показана упрощенная эквивалентная схема для малых сигналов, справедливая как для МОП-транзисторов, так и для полевых транзисторов с управляющим р - п-переходом. Обычно конструктор сам выбирает эквивалентную схему, удовлетворяющую его в отношении степени приближения к реальной схеме. Более подробно об эквивалентных схемах усилителей на МОП-транзисторах см. в работах [1-3].

Как видно из эквивалентной схемы, усилитель с общим истоком представляет собой в основном емкостную нагрузку для. генератора сигнала. Выходной ток