Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 2

Σχετικά έγγραφα
Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Οικογένειες Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ψηφιακής Λογικής

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών)

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων 6: Ταχύτητα Κατανάλωση Ανοχή στον Θόρυβο

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Πολυδονητές. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ. Μπακάλης

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ.

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS

Ακαδημαϊκό Έτος Εξάμηνο Εαρινό Α Εξεταστική Περίοδος Σημειώσεις : ανοικτές/κλειστές Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες. Ημ. εξέτασης:../../.

Εισαγωγή στα ψηφιακά κυκλώματα. Διάλεξη 1

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (11 η σειρά διαφανειών)

Μνήμες RAM. Διάλεξη 12

Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (10 η σειρά διαφανειών)

10. Χαρακτηριστικά στοιχεία λογικών κυκλωμάτων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Υλοποίηση λογικών πυλών µε τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 9

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΔΙΟΔΟΥΣ & ΤΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΠΟΛΥΜΕΤΡΟ (ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΗ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

Κεφάλαιο 3. Λογικές Πύλες

Καθυστέρηση αντιστροφέα και λογικών πυλών CMOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

Επιµέλεια διαφανειών:. Μπακάλης. Πριν την εξοµοίωση Σχεδίαση. Εξοµοίωση CMOS VLSI κυκλωµάτων 2

Πολυσύνθετες πύλες. Διάλεξη 11

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 2ο.. Λιούπης

Λογικά Κυκλώματα CMOS. Διάλεξη 5

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 5ο.. Λιούπης

Τρίτο Σετ Φροντιστηριακών ασκήσεων Ψηφιακών Ηλεκτρονικών. Δρ. Χ. Μιχαήλ

Α.3. Στην παρακάτω συνδεσμολογία οι τέσσερις αντιστάσεις R 1, R 2, R 3 και R 4 είναι διαφορετικές μεταξύ τους. Το ρεύμα Ι 3 δίνεται από τη σχέση:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 4

Δεύτερο Σετ Φροντιστηριακών ασκήσεων Ψηφιακών Ηλεκτρονικών. Δρ. Χ. Μιχαήλ

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Καθυστέρηση στατικών πυλών CMOS

Τελεστικοί Ενισχυτές. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΙ ΚΑΙ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 2

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 6ο.. Λιούπης

1993 (Saunders College 1991). P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, and R. G. Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 4th ed.

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη

Ηλεκτρονικά Ισχύος II

Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ. Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη. Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. 1. Ημιαγωγική γ δίοδος Ένωση pn 2. Τρανζίστορ FET

Εργαστηριακή άσκηση. Θεωρητικός και πρακτικός υπολογισμός καθυστερήσεων σε λογικά δίκτυα πολλών σταδίων

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. Σ.Δ. Φωτόπουλος 1/24. ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ και ΣΗΜΑΤΩΝ

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών)

7 η διάλεξη Ακολουθιακά Κυκλώματα

Άσκηση 8. Θυρίστορ. Στόχος. Εισαγωγή. 1) Θυρίστορ. 2) Δίοδος Shockley ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ)

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

Ηλεκτρικές Μηχανές Βιομηχανικοί Αυτοματισμοί. Ημιανορθωτής. Πλήρης ανορθωτής

Ηλεκτρονική. Ενότητα 4: Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Υπεύθυνος καθηγητής Πλέσσας Φώτιος

Κεφάλαιο 9 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. CMOS Λογικές ομές 2

Ηλεκτρονική ΙIΙ. 6 ο εξάμηνο

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΟΜΑ Α Α

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Καταχωρητές και Μετρητές 2. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών)

ΕΝΙΣΧΥΤΕΣΜΙΑΣΒΑΘΜΙΔΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 1

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή

«Αναθεώρηση των FET Transistor»

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μονάδες Μνήμης και Διατάξεις Προγραμματιζόμενης Λογικής

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών)

2 η ενότητα ΤΑ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΣΤΙΣ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ

του διπολικού τρανζίστορ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 16/02/2010 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 3ο.. Λιούπης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ

Μικροηλεκτρονική - VLSI

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (5 η σειρά διαφανειών)

ΑΣΚΗΣΗ 3 η Ο ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ CMOS

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8

Ψηφιακά Κυκλώματα (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Ανάλυση Κυκλωμάτων. Φώτης Πλέσσας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

ΟΜΑ Α Α. δ. R = 0. Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

Μικροηλεκτρονική - VLSI

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 5

Κεφάλαιο 2 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Ηλεκτρονικά Ισχύος II

Transcript:

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες Επιμέλεια Διαφανειών: Δ. Μπακάλης Πάτρα, Φεβρουάριος 2009 Ιδανικός διακόπτης ΙΔΑΝΙΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ Ο ιδανικός διακόπτης εμφανίζει μηδενική αντίσταση όταν είναι κλειστός και άπειρη αντίσταση όταν είναι ανοικτός. Ένας πραγματικός διακόπτης δεν είναι ιδανικός, καθώς: Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, εμφανίζει μη μηδενική αντίσταση (R sc ) Όταν ο διακόπτης είναι ανοικτός, εμφανίζει πεπερασμένη αντίσταση (R so ) Ο διακόπτης εμφανίζει αδράνεια κατά την αλλαγή κατάστασης Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 2 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 2

Δίοδος ΙΔΑΝΙΚΗ ΔΙΟΔΟΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΔΙΟΔΟΣ Η δίοδος μπορεί να λειτουργήσει ως πραγματικός διακόπτης ελεγχόμενος από την πολικότητα της εφαρμοζόμενης τάσης στα άκρα της. Εμφανίζει και τα 3 προβλήματα των πραγματικών διακοπτών. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 3 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 3 Διπολικό τρανσίστορ BJT NPN Τρανσίστορ PNP Τρανσίστορ Το διπολικό τρανσίστορ μπορεί να λειτουργήσει, εκτός από την ενεργό περιοχή, μεταξύ του κόρου και της περιοχής αποκοπής. Η λειτουργία του BJT ελέγχεται από το ρεύμα της βάσης I b. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 4 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 4

Περιοχές λειτουργίας BJT Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 5 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 5 BJT ως διακόπτης Κύκλωμα αντιστροφέα To BJT μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης όταν λειτουργεί μεταξύ κόρου (κλειστός διακόπτης) και αποκοπής (ανοικτός διακόπτης). Οι χρόνοι μετάβασης εξαρτώνται από τις χωρητικότητες των επαφών pn. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 6 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 6

Κυματομορφές εισόδου - εξόδου t on = t d + t r t off = t s + t f t d = χρόνος καθυστέρησης t r = χρόνος ανόδου t f = χρόνος καθόδου t s = χρόνος αποθήκευσης Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 7 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 7 Βελτίωση των χρόνων μετάβασης Τυπικοί χρόνοι: t d = 35ns, t r = 35ns, t f = 50ns, t s = 175ns. Ο μεγάλος χρόνος αποθήκευσης οφείλεται στο επιπλέον φορτίο που συγκεντρώνεται στην περιοχή της βάσης όταν το τρανσίστορ είναι στον κόρο. Οι χρόνοι μπορούν να μειωθούν είτε εφαρμόζοντας στη βάση κατάλληλο παλμό αντίθετης πολικότητας από εκείνον που φέρνει το τρανσίστορ σε αγωγή είτε συνδέοντας παράλληλα προς την αντίσταση R B πυκνωτή μικρής χωρητικότητας. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 8 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 8

MOS MOS τύπου N MOS τύπου P Η λειτουργία του MOS τρανσίστορ ελέγχεται από την τάση της πύλης. To MOSτρανσίστορ λειτουργεί ως ελεγχόμενη από τάση αντίσταση: Όταν είναι σε αποκοπή η αντίσταση είναι άπειρη Όταν είναι σε αγωγή η αντίσταση είναι της τάξης εκατοντάδων Ω. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 9 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 9 Περιοχές λειτουργίας MOS MOS τύπου N MOS τύπου P Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 10 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 10

MOS ως διακόπτης Κύκλωμα nmos αντιστροφέα R V DD g d V out V pulse s Όταν V IN = L, τότε το τρανσίστορ είναι σε αποκοπή V OUT = H. Όταν V IN = H, τότε το τρανσίστορ είναι σε αγωγή V OUT = L. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 11 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 11 MOS ως διακόπτης Κύκλωμα CMOS αντιστροφέα Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 12 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 12

Βιβλιογραφία 1. Ηλεκτρονικά Ψηφιακά Κυκλώματα, Θ. Δεληγιάννης, Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών, 2005 2. Ψηφιακή Σχεδίαση Αρχές και Πρακτικές, J. Wakerly, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2002 3. Σημειώσεις Ψηφιακών Ηλεκτρονικών, Δ. Λιούπης και Μ. Στεφανιδάκης, Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής, Παν/μιο Πατρών Δίοδοι, BJT και MOSFET ως διακόπτες 13 Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 13