Reja kmdya tranzistorida yasalgan invertor sxemasi - bet 2

U
E
B
I
U
Ì
ÊÎË
ÊÎË
KMDYa tranzistorida yasalgan invertor sxemasi.
Qoldiq kuchlanishning kichikligi komplementar kalitlarning afzalligi
hisoblanadi. Sxema ikkala holatda ham quvvat iste’mol qilmasligi bu
kalitlarning yana bir afzalligi hisoblanadi.
Komplementar MDYa – tranzistorli elektron kalitlarning afzalliklari yuqorida
ko‘rib chiqilgan edi. Bu kalitlarning statik rejimda quvvat iste’moli
o‘nlarcha nanovattni tashkil etib, tezkorligi esa 10 MGts va undan yuqori
chastotalarda ishlashga imkon beradi. MDYa – tranzistorli RISlar ichida
komplementar MDYa – tranzistorli MElar (KMDYa TM) yuqori halaqitbardoshlikka
ega bo‘lib, kuchlanish manbai qiymatining 10÷ 45%ni tashkil etadi. Yana bir
afzalligi – kuchlanish manbaidan samarali foydalanish hisoblanadi, chunki
mantiqiy o‘tish deyarli kuchlanish manbai qiymatiga teng. Demak, RISlar
kuchlanish manbai qiymatining o‘zgarishiga sezgir emas. KMDYa-tranzistorli
MEda kirish va chiqish signallari qutblari va sathlari mos tushadi, bu esa
o‘z navbatida MElarni o‘zaro bevosita ulash imkoniyatini beradi (sath
siljitish qurilmasi talab etilmaydi).
KMDYa tranzistorida yasalgan mantiqiy elementlar
KMDYa – tranzistorlarda HAM-EMAS va YoKI-EMAS mantiqiy
amallar oson tashkil etiladi. HAM-EMAS mantiqiy amali
kirish tranzistorlarini ketma-ket ulash yo‘li bilan,
YoKI-EMAS mantiqiy amali esa, ularni parallel ulash
yo‘li bilan amalga oshiriladi. Bu vaqtda har bir kirish
uchun kalit-invertorni hosil qiluvchi ikkita tranzistor
talab qilinadi. Yuklamadagi p – kanalli va qayta
ulanuvchi n – kanalli tranzistorlarning bunday
kombinatsiyasi KMDYa – tranzistorlarning asosiy xossasi –
statik rejimda ixtiyoriy kirish signalida tok iste’mol
qilmaslik shartini saqlab qoladi.2HAM-EMAS sxemada
yuklama vazifasini bajaruvchi tranzistorlar bir-biriga
parallel ulanadi (14.2,a-rasm), 2YoKI-EMAS sxemada esa,
ketma-ket (14.2,b-rasm). Bunday usul yordamida faqat ikki
kirishli elementlar emas, balki kirishlar soni katta
bo‘lgan sxemalar ham tuziladi.
14.2-RASM. KMDYA TRAN ZISTO RLAR
ASO SIDAG I 2H AM-EMAS (A) VA
2YO KI-EMAS (B) MAN TIQ
ELEMEN TLARN IN G SXEMASI.
Transistor bilan inverterni qanday qurish mumkin.
Ushbu sxemada biz tranzistorli inverterni quramiz.
Inverter - bu signalning holatini yoki mantiqiy
darajasini qarama-qarshi mantiqiy darajaga
o'zgartiradigan komponent yoki qurilma.Shunday
qilib, agar inverterga LOW signali berilsa, u uni
YUQORI signalga aylantiradi.
Agar inverterga YUQORI signal berilsa, u uni LOW
signaliga aylantiradi.Shunday qilib, inverter
mantiqiy holatni unga kiritilgan narsaning teskari
mantiqqa o'zgartiradi.Invertorlarni yaratishning
ko'plab usullari mavjud, shu jumladan har qanday
mantiqiy chip bilan.
IN VERTO RN IN G
SXEMADAG I KO ’RIN ISH I
Transistor bilan inverterni qanday qurish mumkin.
Siz AND shlyuzlari, NAND shlyuzlari, YOKI
shlyuzlari, NOR eshiklari va deyarli barcha
eshiklar
bilan
inverterni
to'g'ri
tarzda
birlashtirib, inverterni yaratishingiz mumkin. Siz
inverterni to'g'ridan-to'g'ri inverter chipi bilan
yaratishingiz mumkin. Ular inverter yoki EMAS
eshiklardan iborat. Yoki tranzistor bilan
inverterni yaratishingiz mumkin.Ushbu sxemada biz
tranzistorli inverterni yaratamiz.Bu qanday
ishlashini biz quyida batafsil ko'rsatamiz.
Komponentlar
:
2N700 MOSFET tranzistori
1 OM qarshilik
Jumper simi
IN VERTO RN IN G
SXEMADAG I KO ’RIN ISH I
Transistor bilan inverterni qanday qurish mumkin.
2N7000 N-kanalli MOSFET hisoblanadi.Uning 3 ta o'tkazgich,
manba, darvoza va drenaj bor.Kirish signali tranzistorning
eshigiga ulanadi. Bu biz tranzistorni invert qilishni
xohlaydigan kirish signalidir.Drenaj terminaliga 1 MŌ
rezistorni joylashtiramiz. Drenaj ham ijobiy kuchlanishga
ega bo'lishi kerak. 2N7000 MOSFET drenaj terminalida 60 V
gacha ishlay oladi. Ushbu drenaj terminaliga, rezistor
ostida, biz chiqish o'tish simini joylashtiramiz. Ushbu
o'tish kabeli teskari chiqish kuchlanish signalini olib
yuradi.
Manba terminalini to'g'ridan-to'g'ri erga ulaymiz. -
Transistor bilan inverterni qanday qurish mumkin.
Transistorli invertor sxemasi
Biz tranzistor bilan quradigan inverter sxemasi quyida
ko'rsatilgan.
Transistor bilan inverterni qanday qurish mumkin.
Yuqoridagi sxemaning non paneli sxemasi quyida ko'rsatilgan.
Transistor bilan inverterni qanday qurish mumkin.
2HAM-EMAjS sxema (14.2, a-rasm) quyidagicha
ishlaydi. Sxema kirishlariga U
0
KIR
n
BO‘S
kuchlanish berilsa, barcha qayta ulanuvchi (n
– kanalli tranzsitorlar) ochiq bo‘lib,
chiqish kuchlanishi U0ga teng bo‘ladi.
Kirish
signallarining
boshqa
kombinatsiyalarida ketma-ket ulangan qayta
ulanuvchi tranzistorlardan biri berkiladi. Bu
vaqtda chiqish kuchlanishi U1 = EMga teng
bo‘ladi.
2YoKI-EMAS sxema (14.2,b-rasm) quyidagicha
ishlaydi. Sxema kirishlariga U
0
KIR
n
BO‘S
kuchlanish berilsa, qayta ulanuvchi n –
kanalli
14.2-RASM. KMDYA TRAN ZISTO RLAR
ASO SIDAG I 2H AM-EMAS (A) VA
2YO KI-EMAS (B) MAN TIQ
ELEMEN TLARN IN G SXEMASI.
KMDYa tranzistorida yasalgan mantiqiy elementlar
tranzistorlar berk bo‘ladi, chunki ularda kanal induksiyalanmaydi. p – kanalli
tranzistorlarda esa kanal induksiyalanadi, chunki ularning zatvorlari asosga
nisbatan manfiy potensialga ega bo‘ladi. Bu potensial qiymati U0KIR – E
M
≈ –
E
M
bo‘lib, bo‘sag‘aviy kuchlanish qiymatidan katta bo‘ladi. Lekin
kanallardan berk tranzistorlarning juda kichik toklari oqib o‘tadi. Shu
sababli kanallardagi kuchlanish pasayishi deyarli nolga teng bo‘ladi va
chiqish kuchlanishi U
1
= E
M
bo‘lib mantiqiy 1 ga mos keladi.Agar qayta
ulanuvchi
tranzistorlardan
birining
zatvoridagi
kirish
kuchlanishi
bo‘sag‘aviy kuchlanish qiymatidan katta bo‘lsa U
1
KIR
>U
n
BO‘S
, bu tranzistorda
kanal induksiyalanadi. Unga mos keladigan yuklama tranzistorida esa kanal
yo‘qoladi, ya’ni tranzistor berkiladi. Sxema chiqishidagi kuchlanish qoldiq
kuchlanish qiymatiga teng, ya’ni deyarli nol bo‘ladi. Shu sababli uni
mantiqiy 0 sath U
0
= 0 deb hisoblash mumkin.
KMDYa tranzistorida yasalgan mantiqiy elementlar
KMDYaTM elementlarning tezkorligi MDYa TM elementlar tezkorligiga nisbatan
sezirlarli daraja yuqori. Bu holat KMDYa TM elementlarida kanal kengligiga
cheklanishlar qo‘yilmaganligidan kelib chiqadi. Chunki parazit sig‘imlar
qayta zaryadlanadigan ochiq tranzistorlarda yetarli o‘tkazuvchanlikni
ta’minlash maqsadida kanal kengligi ancha katta olinadi.
Demak, mantiqiy o‘tish U
M
= E
M
ni tashkil etadi.
Statik holatda KMDYa – tranzistorlarda bajarilgan elementlar quvvat iste’mol
qilmaydilar, chunki tranzistorlarning bir guruhi berk bo‘lib, deyarli tok
iste’mol qilmaydi. Bu vaqtda ulardan berk tranzistorlarning juda kichik toki
oqib o‘tadi. Shu sababli RIS iste’mol qilayotgan quvvat minimal bo‘lib,
asosan, sig‘imlarni qayta zaryadlash uchun sarflanayotgan quvvat bilan
aniqlanadi.
KMDYa tranzistorida yasalgan mantiqiy elementlar
KMDYaTM elementlarning tezkorligi MDYa TM elementlar tezkorligiga nisbatan
sezirlarli daraja yuqori. Bu holat KMDYa TM elementlarida kanal kengligiga
cheklanishlar qo‘yilmaganligidan kelib chiqadi. Chunki parazit sig‘imlar
qayta zaryadlanadigan ochiq tranzistorlarda yetarli o‘tkazuvchanlikni
ta’minlash maqsadida kanal kengligi ancha katta olinadi. Sanoatda
KMDYa–tranzistorlar asosida yaratilgan MElar bir necha seriyada ishlab
chiqariladi: 164, K176, K564, 764,765. Bu seriyalar funksional va texnik
to‘liqlikka ega, ya’ni ixtiyoriy arifmetik va mantiqiy amallarni, hamda
saqlash, yordamchi va maxsus funksiyalarni bajaradi.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, biz 13,7 ga erishish uchun n-tipli MoS 2 FET va p-tipli
WSe 2 FET- dan foydalangan holda CMOS inverterini ishlab chiqdik . Qurilma past
kirish kuchlanishini yuqori chiqish kuchlanishiga va aksincha o'zgartirib,
mantiqiy inverter sifatida aniq ishlaydi . Salbiy mintaqada kuzatilgan ish
diapazoni n-FETning salbiy chegara kuchlanishidan kelib chiqadi. Ushbu natija
mazmunli deb hisoblanadi, chunki qo'shimcha inverter kanallar uchun ikki xil
turdagi TMD materiallaridan foydalangan va u ilgari xabar qilingan boshqa 2D
materiallarga asoslangan qurilmalarga nisbatan nisbatan yuqori samaradorlikni
namoyish etadi. Ushbu natija TMD materiallarini Si-dan keyingi avlod qurilmasi
sifatida qo'llagan holda mantiqiy sxemalarni yaratish yo'lida oldinga qadam
qo'yadi.
FO YDALAN ILG AN ADABIYO TLAR
· 1. I. KARIMO V. JAXO N MO LIYAVIY-IQ TISO DIY IN Q IRO ZI,
O ’ZBEKISTO N SH ARO ITIDA UN I BETARAF ETISH N IN G
YO ’LLARI – TO SH KEN , "O ’Q ITUVCH I", 2009.
RAH MAT
|