При работе с электронными схемами часто возникает необходимость инвертировать сигнал. Для этого используются инверторы, которые могут быть построены на различных типах транзисторов. Одним из популярных вариантов являются инверторы на полевых транзисторах.
Полевые транзисторы отличаются от биполярных тем, что управление током в них происходит не через p-n переход, а через электрическое поле. Это делает их более подходящими для высокочастотных схем и позволяет достичь большей скорости переключения.
Одной из распространенных схем инвертора на полевом транзисторе является схема с общим стоком. В такой схеме источник питания подключается к стоку транзистора, а входной сигнал подается на затвор. При подаче положительного напряжения на затвор транзистор открывается, и ток начинает течь через него, инвертируя входной сигнал.
Для достижения лучших результатов при построении инверторов на полевых транзисторах важно правильно подобрать транзисторы и другие компоненты схемы. Необходимо учитывать такие параметры, как напряжение отсечки, коэффициент передачи тока и максимальную мощность рассеяния. Также важно правильно рассчитать значения резисторов и конденсаторов, чтобы добиться желаемой частоты среза и коэффициента усиления.
Схемы инверторов на n-канальных полевых транзисторах
Вход | | +---+---+ | | | | NMOS | Сопротивление | | | +---+---+---+ | | Выход
В этой схеме, когда входной сигнал высокий, транзистор NMOS проводит ток, и выходной сигнал низкий. Когда входной сигнал низкий, транзистор не проводит ток, и выходной сигнал высокий. Чтобы улучшить характеристики инвертора, можно добавить резистор между выходом и затвором транзистора, как показано на схеме:
Вход | | +---+---+ | | | | NMOS | Сопротивление | | | +---+---+---+ | | Выход
Этот резистор, называемый резистором обратной связи, улучшает характеристики инвертора, делая его более устойчивым к изменениям входного сигнала. Однако, пожалуйста, помните, что эта схема работает только с входными сигналами, которые могут достичь полного напряжения питания. Если вам нужны входные сигналы с меньшим напряжением, вам придется использовать схему с двумя транзисторами.
Схемы инверторов на p-канальных МОП-транзисторах
Начните с понимания, что p-канальные МОП-транзисторы имеют противоположную полярность по сравнению с n-канальными. Это означает, что для создания инвертора на p-канальных МОП-транзисторах вам понадобится другой подход.
Одной из распространенных схем инвертора на p-канальных МОП-транзисторах является схема с общим источником. В этой схеме два МОП-транзистора соединяются таким образом, что их истоки подключены к общему источнику питания. Один транзистор работает как усилитель, а другой как нагрузка.
При применении этой схемы важно учитывать, что p-канальные МОП-транзисторы имеют более низкую подвижность носителей заряда, чем n-канальные. Это означает, что они имеют более низкую скорость переключения и больший расход энергии. Поэтому, при проектировании схемы необходимо учитывать эти факторы и выбирать соответствующие компоненты.
Также стоит отметить, что при использовании p-канальных МОП-транзисторов может возникнуть проблема с утечкой тока через транзистор, когда он должен быть выключен. Это называется утечкой подложки и может привести к неправильной работе схемы. Для решения этой проблемы можно использовать компенсационные схемы или выбрать транзисторы с низкой утечкой.
Рекомендации по выбору компонентов
При выборе p-канальных МОП-транзисторов для схемы инвертора важно учитывать их параметры, такие как коэффициент передачи тока, напряжение порога и максимальная мощность рассеяния. Также стоит обратить внимание на тип подложки транзистора, так как это может повлиять на его характеристики.
Кроме того, при выборе компонентов важно учитывать их совместимость с другими компонентами схемы. Например, если вы используете микросхему для управления питанием, убедитесь, что она совместима с выбранными транзисторами.
