6300

Элементы логики с инжэкционным питанием

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Элементы логики с инжэкционным питанием. Интегрально-инжекционная логика (И2Л), которую вернее было бы назвать логикой с инжекционным питанием, не может быть реализована на дискретных компонентах. Вариант структуры логики ИгЛ, изготовленной, н...

Русский

2014-12-28

93 KB

11 чел.

Элементы логики с инжэкционным питанием.

Интегрально-инжекционная логика (И2Л), которую вернее было бы назвать логикой с инжекционным питанием, не может  быть реализована на дискретных компонентах. Вариант структуры логики ИгЛ, изготовленной, но изопланарной технологии, изображен на рис.1. Он представляет собой комбинацию многоколлекторного транзистора р-п-р-типа с «боковой» структурой и нескольких многоколлекториых п-р-п-транзисторов. Структура размещается на кристалле из кремния п+-типа, имеющего нулевой потенциал. Низколегированный эиитаксиальный слой п - типа  служит базой многоколлекторного транзистора р-п-р. Этот транзистор является источником тока или инжектором для переключательных  п-р-п-транзисторов.

Переключательные многоколлекторные транзисторы, расположенные по обе стороны инжектора, образуются областью п (эмиттер), р (база) и областями п+  (коллекторы).  Неосновные носители, которые инжектируют из области р в область п, преодолевают небольшое расстояние от эмиттера р до коллектора р (ширину базы р-п-р транзистора), это обеспечивает достаточную величину коэффициента передачи тока инжектора аи. Инжектор создает довольно большой ток эмиттерного  перехода п-р  переключательного транзистора п р-n. Этот ток  и является током питания логического элемента И2 Л. При наличии тока эмиттера переключательный транзистор находится в режиме насыщения, коллекторные переходы р-n открыты, а при  наличии  внешней цепи там возникает коллекторный ток. Изоляцию между соседними логическиими  элементами обеспечивают разделительные области SO2.


   Ток  инжектора  делится  между  многими логическими элементами, число которых  на  кристалле может доходить до нескольких сотен. Ток каждого коллектора многоколлекторного инжектора равняется aaIJN, где N  -    число коллекторов р в структуре И2Л, оно равняется  числу логических элементов (многоколлекторных транзисторов п-р-п). Особенность структуры транзисторов п-р-п состоит в том, что они работают как бы в инверсном режиме: площадь коллекторов п' мала, а концентрация носителей в них самая высокая. Как следствие, значение коэффициента передачи тока базы β этого транзистора составляет всего несколько единиц. Однако насыщенное состояние в нем все же наступает даже в микро режиме,  при токе эмиттера 5...10 мкА. Это позволяет обеспечить   экономичность И2Л    логики.

Сумма падений напряжения на переходах в структуре И2Л состоит из суммы падений напряжений на двух открытых эмиттерных переходах инжектора и ключевого транзистора U= 0,7...0,8 В и остаточного напряжения коллекторного перехода p-ni  U OC] =0,1В. Напряжение питании ЛЭ И2Л может быть 1,5...4В. Общий ток инжектора I устанавливается общим для всего кристалла резистором Ru (он показан на рис. 1 пунктиром). В другом возможном варианте структуры И2Л все логические элементы микросхемы выполняются на кристалле с высокой проводимостью р+-типа, который подключается к +Ua.n. Эта  р+ - область выполняет функцию инжектора для всех переключательных п-р-п - транзисторов на кристалле. В таком варианте р-п-р-транзистор инжектора имеет вертикальную структуру, в остальном он не отличается от изображенного на рис. 1.

Эквивалентная схема, отображающая процессы, происходящие в ЛЭ И'Л, показана па рис. 2, где изображен инжектор, VT1  и два переключательных транзистора VT2, VT3, Входом первого логического элемента является база транзистора VT2. Когда на вход ЛЭ VT2 подан сигнал Х1 =1 (контакт разомкнут, (U= U1), ток инжектора I2 протекает через эмиттерный переход VT2. Транзистор VT2 находится в состояний; насыщения. В результате ток инжектора  замыкается  через коллекторную цепь VT2, а ток


эмиттера транзистора VT3 равняется нулю и он заперт, то есть У= Хг = 1. При X1= 0 логические состояния меняются на противоположные. ЛЭ выполняет операцию инверсии по обоим выходам и является инвертором.

Если соединить выходы нескольких инверторов, например, двух   и подключить к точке соединения  нагрузочный  инвертор VT4 (на схеме отсутствует), то в этой точке будет реализоваться логическая функция ИЛИ-НЕ Y =XX + X2. На выходе нагрузочного инвертора (транзистора VT4) Y = Х1 + Х2-Уровень   напряжения   на   выходе ЛЭ  И2Л  составляет U вых=  0,1В, U 1вых =0,5…0,6В  величина .логического перепада U = 0,5В. Ток инжектора отдельного ЛЭ (в зависимости от  быстродействия) изменяется от 5...10 мкА до I  мА.  При  небольшом числе нагрузок (п = 1...2) значение задержки распространение соответствует ЛЭ среднего быстродействия t3CP <  10  нс. Допустимое напряжение помех          U пом_доп < 0,3 В. Таким образом, элементы   И'Л  пригодны  для создания  БИС  высокой  степей и интеграции (БИC  памяти,   микропроцессоры   и  др.),  так   как небольшие  размеры   позволяют  разместить   несколько тысяч 10 ЛЭ на  1   мм 2.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67895. НАЛОГОВЫЕ ДОГОВОРЫ ОБ ИЗМЕНЕНИИ СРОКОВ УПЛАТЫ НАЛОГОВ И СБОРОВ 86.5 KB
  Предоставление налогового кредита оформляется договором между уполномоченным на то органом и соискателем такого кредита. Жуков в экономическом аспекте данная отсрочка платежа в виде налогового кредита означает предоставление кредита.
67896. ДЕТЕРМИНИЗМ, ИНДЕТЕРМИНИЗМ ИЛИ СВОБОДА ВОЛИ? 104.5 KB
  Детерминизм (от лат. determino — определяю) — учение классической философии о закономерной универсальной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений объективной действительности1. Понятие «детерминизм» возникло в средневековье как вид логического определения понятия, противостоящий генерализации...
67897. ПРАВО ДОЛЖНОСТНЫХ ЛИЦ ПРАВООХРАНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ НА ОЦЕНКУ СОБСТВЕННЫХ ДЕЙСТВИЙ 66 KB
  В Обращении к сотрудникам органов внутренних дел и военнослужащим внутренних войск МВД России министр внутренних дел Российской Федерации генерал-полковник милиции Р. Однако зачастую милиция может проявить свою самостоятельность и автономию применяя право милиции на оценку собственных действий...
67898. К ВОПРОСУ О ПОНЯТИИ КОРРУПЦИИ И ПУТЯХ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ ЕЙ 92.5 KB
  Особенности характерные для экономической преступности высокое общественное положение субъектов ее совершения изощренно интеллектуальные способы их действий огромный материальный физический и моральный ущерб ими причиняемый исключительная латентность экономических посягательств и снисходительное...
67899. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАКОННОСТИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МЕР АДМИНИСТРАТИВНОГО ПРЕСЕЧЕНИЯ 93 KB
  Исследование применения мер административного пресечения предполагает обращение к проблемам законности при осуществлении данного вида правоприменительной деятельности. К этому подвигает не только важность теоретического анализа механизма обеспечения законных прав и интересов при реализации...
67900. ПРИЧИНУ РОСТА ПРЕСТУПНОСТИ НАЗЫВАЕТ ХРИСТИАНСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ 130 KB
  Последние открытия генетиков и расшифровка генома человека позволили сделать вывод что почти все социальные проявления разумеется и преступное поведение человека запрограммированы. составила 296 против 345 в 1997 году безработных с другой а совсем в другом не во внешних обстоятельствах...
67901. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТАТУСА АДМИНИСТРАТИВНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЕДИНИЦ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 81 KB
  В настоящее время административная карта Российской Федерации насчитывает 1863 района 650 городов республиканского областного краевого окружного подчинения 318 городских районов и округов более 400 городов районного подчинения около двух тысяч поселков городского типа и свыше 24 тысяч...
67902. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЛИЦЕНЗИОННОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА 260.5 KB
  О лицензировании отдельных видов деятельности который с одной стороны ограничил круг органов которые могут осуществлять лицензирование ст. Уменьшение числа лицензируемых видов деятельности следует связывать с появлением понимания ограничительной роли лицензионной системы и выявлением в ходе...
67903. СИСТЕМА ЛИЦЕНЗИРОВАНИЯ В МЕХАНИЗМЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОВЕДЕНИЕ СУБЪЕКТОВ ПРАВОВЫХ ОТНОШЕНИЙ 104.5 KB
  Общая часть объединяет нормы лицензионного права определяющие критерии выделения объектов лицензирования правовой статус субъектов лицензионных правоотношений в том числе полномочия лицензионных органов принципы лицензионного права сферу действия лицензионного законодательства...