Как было отмечено выше, мощность, потребляемая ключом на МДП транзисторах, с каналами дополняющих типов, в ставдюнар-ных режимах незначительна и практически мощность расходуется лишь на перезаряд шунтирующих емкостей в процессе переключения.

Нагрузочная способность ключевых схем на МДП транзисторах весьма велика (примерно на порядок выше, чем у ключевых схем на биполярных транзисторах); это обусловлено тем, что входные сопротивления МДП транзисторов весьма велики (ток в цепи изолированного затвора весьма мал). На практике число ключевых

"1

"1

Рис. 2.61

схем на МДП транзисторах, которое может быть подключено в качестве нагрузки к выходу данной ключевой схемы, ограничено допустимым ухудшением длительности фронтов: рост числа клю-• чевых схем-нагрузок приводит к росту эквивалентной паразитной емкости (за счет входных емкостей схем-нагрузок), шунтирующей выходные зажимы рассматриваемой ключевой схемы. Следует отметить, что иногда (например, при каскадном соединении ди-скретных логических элементов на МДП транзисторах) для пред-Г отвращения пробоя диэлектрического слоя затвора между затво-; ром и подложкой включается так называемый охранный элемент, f роль которого обычно выполняет обратно смещенный р-п-переход. ; Обратные токи через р-п-переходы значительно больше тока утечки ! затвора, что и приводит к снижению нагрузочной способности клю- чевой схемы.

2.7.5. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Логические элементы реализуются на рассмотренных выше ключах. По технологическим соображениям вьтускаются в основном логические интегральные схемы, в которых используются лишь МДП транзисторы с индуцированным каналом р-типа. На рис. 2.61а, б приведены схемы, реализующие соответственно логические функции ИЛИ - НЕ и И - НЕ для сигналов отрицательной полярности (логическому нулю соответствует, например, уровень и° = -1 В, логической единице - уровень U - 10 В).

Пример логической схемы на МДП транзисторах с каналами дополндащих типов проводимости приведен на рис. 2.61е. Если на все три входа поданы низкие потенциалы (т. е. логический нуль), то Г4, Т5, Те заперты, Ti, Т2, Т3 отперты, выходное напряжение высокое, близкое к величине Е (логическая единица). Если хотя бы на один вход, например Вх 1, подан высокий потенциал («1»), то отпирается Те и на выходе появляется низкий потенциал («О»). Таким образом, рассматриваемая схема реализует логическую функцию ИЛИ - НЕ положительных сигналов. Аналогично могут быть построены и другие логические схемы.

2.8. КЛЮЧЕВЫЕ СХЕМЫ НА ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКАХ С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ПЕТЛЕЙ ГИСТЕРЕЗИСА (ППГ)

2.8.1. СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕРДЕЧНИКОВ С ППГ

Сердечники с ППГ изготовляют либо из сверхтонкой ленты (толщиной в единицы микрон) текстурованного ферромагнитного сплава (например, пермаллоя), либо из ферритов.

На практике применяют чаще всего сердечники с ППГ, имеющие форму тороида с прямоугольным сечением (рис. 2.62); обычно

Й2 = (1 - 12) мм, rf2/t,< 1,5 2, (2.184)

/г = 0,5-2,5 мм. (2.185)

Если на сердечник намотано w витков, то магнитодвижущая сила (мдс)

F = wl, (2.186)

а соответствующая напряженность поля в точках средней силовой .линии

Ii = wl/l, (2.187)

где / - ток в обмотке w, I - длина средней линии магнитопровода сердечника.

Магнитный поток Ф в сердечнике связан с мдс F некоторой •функциональной зависимостью ф = /(). Если предположить, что поток Ф распределен по сечению равномерно, то индукция в сер-

Рис. 2.62

дечнике В = Ф/S будет связана с напряженностью поля Н аналогичной функцией В = f{H).

Статическая характеристика В = f{H) сердечника представляет собой петлю гистерезиса, снятую при медленном изменении намагничивающего поля. Пример предельной статической ППГ показан на рис. 2.63. Характерными точками петли являются: значения коэрцитивной силы Не, остаточной магнитной индукции В,., индукции насыщения В,, и соответствующее последней значение Н При Н > Hs практически В ~ Bs. Частные циклы перемагничивания имеют место в тех случаях, когда амплитуда перемагничи-вающего поля Нщ меньше Hs-

В отсутствие намагничивающего поля (Н=0) сердечник с ППГ (перемагничиваемый по предельной петле) находится в одном из двух возможных состояний намагничивания, соответствующих значениям остаточной индукции -\-Вг и -Бг. Можно, например, условиться состояние -\-Вг кодировать как «1», а состояние -Вг -

как «О»; тогда при Н = 0 сердечник находится в состоянии 1 или в состоянии 0.

Важной характеристикой петли гистерезиса является коэффициент прямоугольности *

к = Вг/В. (2.188)

Для различных сердечников /с = 0,8 0,98. Чем больше к, тем меньше сигнал помехи, обусловленный изменением индукции

AB = Bs-Br (2.189)

при намагничивании сердечника в направлении от к -\-Bs или от -Вг к -Bs.

Помимо указанных параметров ППГ, иногда используется ряд других, например дифференциальная магнитная проницаемость в области насыщения:

Рис. 2.63

Риас = (-Bs - Br)IHs.

(2.190)

Необходимо отметить также температурные свойства сердечника. У всех ферромагнитных материалов есть некоторая критическая температура - так называемая точка Кюри 9, выше которой вещество теряет свои ферромагнитные свойства. Так, для