परिचय।

शैक्षिक प्रश्न (मुख्य भाग):

1. सामान्य जानकारीइलेक्ट्रॉनिक कुंजी के बारे में।

2. डायोड कुंजियाँ।

3. ट्रांजिस्टर कुंजियाँ

निष्कर्ष

साहित्य:

L.15 बिस्ट्रोव यू.ए., मिरोनेंको आई.वी. इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और डिवाइस, -एम: हायर स्कूल। 1989 - 287s। साथ। 138-152,

L.19 ब्रैमर यू.ए., पश्चुक ए.वी. पल्स और डिजिटल डिवाइस। - एम .: हायर स्कूल, 1999, 351 पी। साथ। 68-81

एल21. एफ. ओपाडची, ओ.पी. ग्लुडकिन, ए.आई. गुरोव "एनालॉग और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स", एम। - हॉट लाइन - टेलीकॉम, 2000 पी। 370-414

शैक्षिक और सामग्री सहायता:

व्याख्यान पाठ परिचय

यह ज्ञात है कि स्पंदित उपकरणों के संचालन को सुनिश्चित करने और स्पंदित दोलनों को प्राप्त करने के लिए, एक गैर-रेखीय तत्व (करीब, खुला) को स्विच करना आवश्यक है।

गैर-रैखिक तत्व के संचालन के ऐसे तरीके को एक कुंजी कहा जाता है, और डिवाइस, जिसमें यह गैर-रेखीय तत्व शामिल होता है, को इलेक्ट्रॉनिक कुंजी कहा जाता है।

1. इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के बारे में सामान्य जानकारी।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी एक उपकरण कहलाता है, जो नियंत्रण संकेतों के प्रभाव में विद्युत परिपथों को स्विच करता है संपर्क रहित तरीका.

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का असाइनमेंट।

परिभाषा में ही निष्क्रिय और सक्रिय तत्वों, बिजली आपूर्ति आदि के "चालू - बंद", "समापन - उद्घाटन" का उद्देश्य शामिल है।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का वर्गीकरण।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों को निम्नलिखित मुख्य विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:

स्विचिंग तत्व के प्रकार से:

• ट्रांजिस्टर;

  ट्रिनिस्टर, डाइनिस्टर;

  इलेक्ट्रोवैक्यूम;

  गैस से भरा (थायराट्रॉन, टाइगट्रॉन);

  ऑप्टोकॉप्लर्स

लोड के संबंध में स्विचिंग तत्व को चालू करने की विधि के अनुसार।

सीरियल कुंजियाँ;

चावल। एक

समानांतर कुंजी।

चावल। 2

प्रबंधन के माध्यम से।

बाहरी नियंत्रण संकेत के साथ (स्विच्ड सिग्नल के संबंध में बाहरी);

बाहरी नियंत्रण संकेत के बिना (स्विच्ड सिग्नल ही नियंत्रण संकेत है)।

स्विच किए गए सिग्नल के प्रकार से।

वोल्टेज कुंजियाँ;

वर्तमान कुंजी।

इनपुट और आउटपुट वोल्टेज की प्रकृति से गिरता है।

दोहराना;

चावल। 3

उलटा।

चावल। चार

खुली स्थिति में इलेक्ट्रॉनिक कुंजी की स्थिति के अनुसार।

संतृप्त (संतृप्ति तक इलेक्ट्रॉनिक कुंजी खुली है);

असंतृप्त (इलेक्ट्रॉनिक कुंजी खुले मोड में है)।

इनपुट की संख्या से।

एकल इनपुट;

चावल। 5

बहु इनपुट।

चावल। 6

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का उपकरण।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी में आमतौर पर निम्नलिखित मुख्य तत्व शामिल होते हैं:

सीधे गैर-रैखिक तत्व (स्विचिंग तत्व);

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के संचालन का सिद्धांत।

चावल। 7

आइए एक आदर्श कुंजी के उदाहरण का उपयोग करके संचालन के सिद्धांत पर विचार करें।

छवि पर:

1. यू इन - वोल्टेज, कार्य प्रबंधकचाभी;

   आर पावर सर्किट में प्रतिरोध है;

   ई - आपूर्ति वोल्टेज (स्विच वोल्टेज)।

चालू अवस्था में (एसए कुंजी बंद है), आउटपुट वोल्टेज यू आउट = 0 (एक बंद आदर्श कुंजी का प्रतिरोध आर शून्य के बराबर है)।

ऑफ स्टेट में (कुंजी एसए खुला है), आउटपुट यू ओ = ई पर वोल्टेज (खुली आदर्श कुंजी का प्रतिरोध आर अनंत के बराबर है)।

इस तरह का एक आदर्श स्विच सर्किट के पूर्ण उद्घाटन और समापन का उत्पादन करता है, ताकि आउटपुट पर वोल्टेज ड्रॉप ई के बराबर हो।

हालांकि, वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक कुंजीआदर्श से बहुत दूर।

चावल। आठ

बंद अवस्था में इसका परिमित प्रतिरोध है -R डिप्टी पर, और खुले राज्य में - R एक ही बार में बंद हो जाता है। वे। लॉक पर आर> 0, एक बार में आर बंद करें<. Следовательно, в замкнутом состоянии U вых =U ост >0 (बाकी वोल्टेज कुंजी पर गिरता है)।

खुले राज्य में यू आउट

इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के काम करने के लिए, शर्त R . को पूरा करना आवश्यक है एक बार में बंद >> आर डिप्टी सहित .

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी की मुख्य विशेषताएं।

स्थानांतरण विशेषता।

यह इनपुट यू पर आउटपुट वोल्टेज यू की निर्भरता है: यू आउट \u003d एफ (यू इन)।

यदि कोई बाहरी नियंत्रण संकेत नहीं है, तो यू ओ = एफ (ई)।

इस तरह की विशेषताएं दर्शाती हैं कि इलेक्ट्रॉनिक कुंजी आदर्श के कितने करीब है।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी की गति - इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का स्विचिंग समय।

प्रतिरोध R को एक बार में खोलें और प्रतिरोध R को वाइस पर बंद करें।

अवशिष्ट वोल्टेज यू आराम।

दहलीज वोल्टेज, यानी। वोल्टेज जब इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का प्रतिरोध नाटकीय रूप से बदलता है।

संवेदनशीलता - न्यूनतम सिग्नल ड्रॉप, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का निर्बाध स्विचिंग होता है।

शोर प्रतिरक्षा - हस्तक्षेप दालों के प्रभाव के लिए इलेक्ट्रॉनिक कुंजी की संवेदनशीलता।

खुले राज्य में इलेक्ट्रॉनिक कुंजी पर वोल्टेज ड्रॉप।

बंद अवस्था में लीकेज करंट।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का अनुप्रयोग।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों का उपयोग किया जाता है:

नाड़ी निर्माण की सरलतम योजनाओं में।

मुख्य प्रकार के तर्क तत्वों और बुनियादी पल्स उपकरणों का निर्माण करना।

इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनिक कुंजी ऐसे उपकरण हैं जो गैर-संपर्क तरीके से स्विचिंग करते हैं।

सामान्य जानकारी। इलेक्ट्रॉनिक कुंजीएक उपकरण है जो दो स्थिर अवस्थाओं में से एक में हो सकता है: बंद या खुला। एक आदर्श इलेक्ट्रॉनिक कुंजी में एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण एक नियंत्रण वोल्टेज या करंट के प्रभाव में अचानक होता है।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक तकनीक में, ट्रांजिस्टर स्विच का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर कुंजी. सबसे सरल ट्रांजिस्टर स्विच सर्किट (चित्र। 5.2, ए) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर सर्किट के समान है, लेकिन यह ट्रांजिस्टर ऑपरेशन मोड में भिन्न है। कुंजी मोड में काम करते समय, ट्रांजिस्टर का ऑपरेटिंग बिंदु केवल दो स्थितियों में हो सकता है: in कटऑफ क्षेत्र(ट्रांजिस्टर बंद) और in संतृप्ति क्षेत्र(ट्रांजिस्टर खुला और संतृप्त)। ऐसी चाबियों को कहा जाता है धनीट्रांजिस्टर कुंजियाँ। कभी-कभी स्विच का उपयोग किया जाता है जिसमें खुले ट्रांजिस्टर के साथ ऑपरेटिंग बिंदु सक्रिय क्षेत्र में होता है (आमतौर पर संतृप्ति क्षेत्र के पास, लेकिन उस तक नहीं पहुंचता है)। ऐसी चाबियों को कहा जाता है असंतृप्तट्रांजिस्टर संतृप्त स्विच अधिक सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि उनकी "चालू" स्थिति में आउटपुट वोल्टेज का स्तर कम होता है और यह अधिक स्थिर होता है।

चावल। 5.2. ट्रांजिस्टर स्विच सर्किट (ए) और विशेषताओं (बी) मोड में परिवर्तन को दर्शाता है जब कुंजी बंद राज्य (बिंदु ए) से खुली स्थिति (बिंदु बी) में स्विच करती है।

कट-ऑफ मोड सुनिश्चित करने के लिए, कुंजी इनपुट पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए
(या पी-एन-पी ट्रांजिस्टर के लिए सकारात्मक)।

ट्रांजिस्टर के विश्वसनीय लॉकिंग के लिए, ऋणात्मक वोल्टेज का निरपेक्ष मान
दहलीज वोल्टेज का कम से कम कुछ मूल्य होना चाहिए
, और कटऑफ मोड सुनिश्चित करने की शर्त का रूप है

ट्रांजिस्टर को संतृप्ति मोड में स्विच करने के लिए, कुंजी के इनपुट पर इस तरह के सकारात्मक वोल्टेज को लागू करना आवश्यक है , जिस पर बेस सर्किट में करंट बनाया जाता है

कहाँ पे
- सक्रिय मोड और संतृप्ति मोड के बीच की सीमा पर बेस करंट (चित्र 5.2, बी में बिंदु बी)।

संतृप्ति मोड में कलेक्टर वर्तमान

.

संतृप्ति मोड में, कलेक्टर वोल्टेज
एमिटर के संबंध में सकारात्मक रहता है, लेकिन इसका बहुत कम मूल्य होता है (जर्मेनियम ट्रांजिस्टर के लिए वोल्ट का दसवां हिस्सा और सिलिकॉन वाले के लिए 1 ... 1.5 वी)। इसलिए, कलेक्टर ईएएफ पर वोल्टेज नकारात्मक निकला:

और यह आगे की दिशा में चालू हो जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का प्रदर्शन चालू और बंद समय पर निर्भर करता है।

टर्न-ऑन समय बीटी के आधार में अल्पसंख्यक चार्ज वाहकों के प्रसार गति की जड़ता और आउटपुट वोल्टेज के सामने के गठन समय (निपटान समय) के कारण देरी के समय से निर्धारित होता है। टर्न-ऑफ समय, बेस में जमा हुए माइनर चार्ज कैरियर्स के पुनर्जीवन के समय और आउटपुट वोल्टेज के कटऑफ के गठन के समय का योग है।

ट्रांजिस्टर स्विच की गति में वृद्धि उच्च-आवृत्ति ट्रांजिस्टर के उपयोग, अनलॉकिंग और रिवर्स बेस धाराओं में वृद्धि, साथ ही संतृप्ति मोड में बेस करंट में कमी के कारण होती है।

संतृप्ति मोड में बेस करंट को कम करने के लिए, असंतृप्त स्विच का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक Schottky डायोड बेस और कलेक्टर के बीच जुड़ा होता है (चित्र। 5.3)। Schottky डायोड में कलेक्टर जंक्शन के संतृप्ति वोल्टेज से 0.1 ... 0.2 V कम का ट्रिगर वोल्टेज होता है, इसलिए यह संतृप्ति होने से पहले खुलता है, और बेस करंट का हिस्सा ट्रांजिस्टर के कलेक्टर सर्किट में खुले डायोड से होकर गुजरता है, जिससे अल्पसंख्यक वाहकों के प्रभारी आधार के संचय को रोका जा सके। एक Schottky डायोड के साथ असंतृप्त स्विच व्यापक रूप से IC में उपयोग किए जाते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एकीकृत तकनीक का उपयोग करके एक ट्रांजिस्टर संरचना के आधार पर Schottky डायोड के निर्माण के लिए किसी अतिरिक्त संचालन की आवश्यकता नहीं होती है और स्विच तत्वों द्वारा कब्जा किए गए क्रिस्टल के क्षेत्र में वृद्धि नहीं होती है।

चावल। 5.3. एक Schottky डायोड के साथ एक कुंजी की योजना

एमआईएस ट्रांजिस्टर पर कुंजी. क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (चित्र। 5.4) की कुंजियों में अल्पसंख्यक वाहकों के संचय और पुनर्जीवन जैसी कोई खामी नहीं है, इसलिए स्विचिंग समय इंटरइलेक्ट्रोड कैपेसिटेंस के चार्जिंग और रिचार्जिंग द्वारा निर्धारित किया जाता है। रोकनेवाला की भूमिका क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर प्रदर्शन कर सकते हैं। यह क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के आधार पर एकीकृत स्विच की उत्पादन तकनीक की सुविधा प्रदान करता है।

चावल। 5.4. एफईटी पर पी-एन-गेट (ए) और एमआईएस-टाइप (बी) के साथ इलेक्ट्रॉनिक कुंजी की योजनाएं।

प्रेरित चैनल (चित्र 5.5) के साथ एमआईएस ट्रांजिस्टर पर चाबियों में, प्रतिरोधी की भूमिका ट्रांजिस्टर VT1 प्रदर्शन करते हैं, और सक्रिय तत्व की भूमिका ट्रांजिस्टर VT2 है। VT2 ट्रांजिस्टर में एक p-टाइप चैनल होता है, और VT1 ट्रांजिस्टर में एक n-टाइप चैनल (चित्र। 5.5, a) या n-type (चित्र। 5.5, b) होता है। उनकी स्थानांतरण विशेषताओं को अंजीर में दिखाया गया है। 5.6, एकऔर 5.6, बीक्रमश। चाबियों के संचालन की व्याख्या करने वाले वोल्टेज ग्राफ अंजीर में दिखाए गए हैं। 5.7.

चावल। 5.5. समान (ए) और विपरीत (बी) विद्युत चालकता के प्रेरित चैनलों के साथ एमआईएस ट्रांजिस्टर पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक स्विच की योजनाएं

चावल। 5.6. विभिन्न प्रकार की विद्युत चालकता के प्रेरित चैनलों के साथ एमआईएस ट्रांजिस्टर की स्थानांतरण विशेषताएं

चावल। 5.7. एमआईएस ट्रांजिस्टर पर इलेक्ट्रॉनिक स्विच के इनपुट (ए) और आउटपुट (बी) वोल्टेज में परिवर्तन के ग्राफ

जब एक सकारात्मक वोल्टेज इनपुट पर लागू होता है पी-टाइप चैनल वाले ट्रांजिस्टर वीटी 2 बंद हैं। पहली कुंजी का ट्रांजिस्टर VT1 (चित्र 5.5, a) इसके गेट पर लगाए गए ऋणात्मक बायस वोल्टेज के कारण खुला है
. दूसरी कुंजी का ट्रांजिस्टर VT1, जिसमें एक n-टाइप चैनल (चित्र। 5.5, b) है, भी खुला निकला है, क्योंकि इसका गेट इनपुट से जुड़ा है, जिसमें एक सकारात्मक वोल्टेज है
. खुले ट्रांजिस्टर VT1 का प्रतिरोध बंद ट्रांजिस्टर VT2 के प्रतिरोध की तुलना में छोटा है, और
.

जब चाबियों के इनपुट पर एक नकारात्मक वोल्टेज प्राप्त होता है
ट्रांजिस्टर VT2 खुले, और ट्रांजिस्टर VT1 बंद। लगभग सभी तनाव ट्रांजिस्टर VT1 चैनल के उच्च प्रतिरोध पर गिरता है, और
.

5.4. द्विध्रुवीय संरचनाओं पर बुनियादी तर्क तत्व। LE के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले घटकों और एक LE के भीतर घटकों को जोड़ने की विधि के आधार पर, निम्न प्रकार के LE, या लॉजिक्स के प्रकार प्रतिष्ठित हैं:

डायोड-ट्रांजिस्टर लॉजिक (DTL);

ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर तर्क (टीटीएल);

एमिटर-युग्मित तर्क (ईसीएल);

इंजेक्शन-एकीकृत तर्क (I 2 L, IIL);

एमओएस-ट्रांजिस्टर (केएमडीपी) पर तार्किक तत्व।

अन्य प्रकार के एलई हैं। उनमें से कुछ अप्रचलित हैं और वर्तमान में उपयोग नहीं किए जाते हैं, जबकि अन्य विकास के अधीन हैं।

तर्क तत्व टीटीएल. ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर ऐसे तार्किक तत्व कहलाते हैं, जिनके इनपुट सर्किट में एक मल्टी-एमिटर ट्रांजिस्टर (MET) का उपयोग किया जाता है। निर्माण और संचालन के सिद्धांत के अनुसार, टीटीएल सर्किट डीटीएल सर्किट के करीब हैं। एमईटी के एमिटर जंक्शन इनपुट डायोड के रूप में कार्य करते हैं, और कलेक्टर जंक्शन एक बायसिंग डायोड के रूप में कार्य करता है। टीटीएल तत्व डीटीएल तत्वों की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट होते हैं, जो टीटीएल चिप्स के एकीकरण की डिग्री को बढ़ाते हैं। डीटीएल माइक्रोसर्किट की तुलना में टीटीएल पर आधारित एकीकृत सर्किट में उच्च गति, शोर प्रतिरक्षा और विश्वसनीयता, अधिक भार क्षमता और कम बिजली की खपत होती है।

अंजीर पर। 5.8, एकएक साधारण इन्वर्टर के साथ एक 3I - NE LE TTL सर्किट दिखाता है। यदि वोल्टेज सभी मेट इनपुट पर लागू होते हैं
स्तर 1 के अनुरूप, तो МЭТВТ1 के सभी उत्सर्जक जंक्शन रिवर्स-बायस्ड हैं, और कलेक्टर जंक्शन फॉरवर्ड-बायस्ड हैं। MET संग्राहक धारा ट्रांजिस्टर VT2 के आधार से प्रवाहित होती है, जो खुलती है और संतृप्ति मोड में चली जाती है। LE . के आउटपुट पर एक निम्न स्तर का वोल्टेज सेट किया गया है
.

यदि कम से कम एक मेट इनपुट सक्रिय है
स्तर 0 के अनुरूप, फिर संबंधित मेट एमिटर जंक्शन को आगे की दिशा में स्थानांतरित कर दिया जाता है। इस संक्रमण का उत्सर्जक धारा रोकनेवाला R1 से प्रवाहित होता है, जिसके परिणामस्वरूप MET का संग्राहक प्रवाह कम हो जाता है और ट्रांजिस्टर VT2 बंद हो जाता है। वोल्टेज LE आउटपुट पर सेट है उच्च स्तर
.

LE की गति बढ़ाने के लिए, इसमें एक गैर-रेखीय प्रतिक्रिया पेश की जाती है, जिसे Schottky डायोड (चित्र 5.10, a में डायोड VD) का उपयोग करके किया जाता है। एक एकीकृत ट्रांजिस्टर VT2 के साथ एक Schottky डायोड VD एक एकल संरचना बनाता है, जिसे कभी-कभी Schottky ट्रांजिस्टर कहा जाता है।

चावल। 5.8. तर्क और - सरल (ए) और जटिल (बी) इनवर्टर के साथ टीटीएल सर्किट नहीं

अंजीर पर। 5.8, बीएक जटिल इन्वर्टर के साथ एक तर्क तत्व 2I - टीटीएल नहीं का आरेख दिखाता है। ऐसे इन्वर्टर के संचालन पर पहले चर्चा की जा चुकी है।

एक जटिल इन्वर्टर की एक विशेषता ट्रांजिस्टर VT2, VТЗ और VT4 स्विच करने की प्रक्रिया की जड़ता है। इसलिए, एक जटिल इन्वर्टर का प्रदर्शन एक साधारण इन्वर्टर से भी बदतर है। एक जटिल इन्वर्टर की गति बढ़ाने के लिए, इसमें एक अतिरिक्त ट्रांजिस्टर पेश किया जाता है, जो VT4 एमिटर जंक्शन के समानांतर जुड़ा होता है।

वर्तमान में, टीटीएल तत्वों के साथ माइक्रोक्रिकिट श्रृंखला की कई किस्मों का उत्पादन किया जा रहा है: मानक (श्रृंखला 133; K155), उच्च गति (श्रृंखला 130; K131), माइक्रोपावर (श्रृंखला 134), Schottky डायोड (श्रृंखला 530; K531) और माइक्रोपावर के साथ Schottky डायोड (श्रृंखला K555)। उनके पास उत्पादन का उच्च प्रतिशत, कम लागत, एक विस्तृत कार्यात्मक सेट है और व्यावहारिक उपयोग के लिए सुविधाजनक है।

ईएसएल तर्क तत्व. एमिटर-युग्मित तर्क का तत्व आधार वर्तमान स्विच पर आधारित उपकरण है।

सबसे सरल वर्तमान स्विच सर्किट अंजीर में दिखाया गया है। 5.9, एक.

चावल। 5.9. वर्तमान स्विच (ए) और वोल्टेज ग्राफ (बी) का एक सरलीकृत आरेख इसके संचालन की व्याख्या करता है

ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 की कुल धारा ट्रांजिस्टर के एमिटर सर्किट में शामिल वर्तमान जनरेटर I द्वारा निर्धारित की जाती है। यदि इनपुट (आधार VT1) को निम्न स्तर का वोल्टेज प्राप्त होता है
(तार्किक 0), फिर ट्रांजिस्टर VT1 बंद है और सभी करंट ट्रांजिस्टर VT2 के माध्यम से बहती है, जिसका आधार एक संदर्भ वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है
, बेस वोल्टेज VT1 के निचले स्तर से अधिक।

बंद ट्रांजिस्टर VT1 के संग्राहक पर एक उच्च-स्तरीय वोल्टेज (तर्क 1) उत्पन्न होता है, और खुले ट्रांजिस्टर VT2 के संग्राहक पर एक निम्न-स्तरीय वोल्टेज (तर्क 0) बनता है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 5.9, बी. यदि एक
, फिर ट्रांजिस्टर VT1 खुल जाएगा। इसलिये
, तो ट्रांजिस्टर VT2 बंद हो जाएगा और सभी करंट ट्रांजिस्टर VT1 के माध्यम से प्रवाहित होगा। VT1 कलेक्टर पर एक निम्न स्तर का वोल्टेज बनता है, और VT2 कलेक्टर पर एक उच्च स्तर का निर्माण होता है।

वर्तमान जनरेटर के पैरामीटर ऐसे हैं कि ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 संतृप्ति मोड में नहीं जाते हैं। यह ईएसएल तत्वों के उच्च प्रदर्शन को प्राप्त करता है।

ईएसएल के मूल तार्किक तत्व का योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 5.10. यह LE एक साथ दो तार्किक संचालन करता है: OR - आउटपुट 1 पर नहीं और OR आउटपुट 2 पर।

चावल। 5.10. ईएसएल के मूल तर्क तत्व का आरेख

ट्रांजिस्टर VT1, VT2 और VTZ पर, एक करंट स्विच बनाया जाता है जो तार्किक कार्य प्रदान करता है OR - NOT (VT2 कलेक्टर पर) और OR (VТЗ कलेक्टर पर)। एक उच्च-प्रतिरोध रोकनेवाला R5 का उपयोग वर्तमान जनरेटर के रूप में किया जाता है, जो ट्रांजिस्टर VT1, VT2 और VТЗ के संयुक्त उत्सर्जक सर्किट में शामिल होता है। संदर्भ वोल्टेज स्रोत ट्रांजिस्टर VT4 और डायोड VD1 और VD2 पर बनाया गया है। संदर्भ वोल्टेज, जिसका स्तर लगभग 0 और 1 के अनुरूप स्तरों के बीच में है, VТЗ ट्रांजिस्टर के आधार पर लागू होता है, इसलिए उच्च स्तर वोल्टेज (तर्क 1) लागू होने पर VТЗ ट्रांजिस्टर बंद हो जाएगा कम से कम एक इनपुट के लिए और यदि सभी इनपुट में निम्न स्तर का वोल्टेज (तर्क 0) है तो खोलें। संग्राहक VT2 और VТЗ से तार्किक जानकारी ट्रांजिस्टर VT5 और VT6 पर बने आउटपुट एमिटर फॉलोअर्स के आधार पर आपूर्ति की जाती है। एमिटर फॉलोअर्स LE की भार क्षमता को बढ़ाने और इनपुट और आउटपुट के संदर्भ में इस श्रृंखला के LE की अनुकूलता के लिए आउटपुट वोल्टेज स्तरों को शिफ्ट करने का काम करते हैं।

LE ESL के प्रतिनिधि 500वीं श्रृंखला के एकीकृत परिपथ हैं।

LE ESL का लाभ उनके उत्पादन के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित तकनीक है, जो उपयुक्त microcircuits की उपज का काफी उच्च प्रतिशत और उनकी अपेक्षाकृत कम लागत प्रदान करता है। LE TTL की तुलना में ESL तत्वों की गति अधिक होती है। इस वजह से, वे उच्च गति और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। LE ESL के डिफरेंशियल कैस्केड उच्च शोर उन्मुक्ति, तापमान में परिवर्तन और बिजली स्रोतों के वोल्टेज के साथ गतिशील मापदंडों की स्थिरता, स्विचिंग आवृत्ति से स्वतंत्र निरंतर वर्तमान खपत प्रदान करते हैं।

एलई ईएसएल का नुकसान उच्च बिजली की खपत है।

तर्क तत्व और 2 ली. LE और 2 L को इंजेक्शन से चलने वाले ट्रांजिस्टर की एक श्रृंखला के रूप में बनाया गया है। बीटी की तुलना में ऐसे ट्रांजिस्टर की एक विशिष्ट विशेषता एक अतिरिक्त इलेक्ट्रोड की उपस्थिति है - एक इंजेक्टर। इस संरचना में, दो ट्रांजिस्टर को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: क्षैतिज वर्तमान आपूर्तितथा लंबवत स्विचिंगचित्र में दिखाए अनुसार जुड़ा हुआ है। 5.11, बी. इलेक्ट्रॉनिक कुंजी एस की भूमिका आमतौर पर बीटी की संरचना द्वारा की जाती है, जो ओई से जुड़ी होती है और कुंजी मोड में काम करती है।

चावल। 5.11 एक इंजेक्शन-संचालित इन्वर्टर का योजनाबद्ध आरेख

आगे की दिशा में इंजेक्टर जंक्शन का विस्थापन 1 के बराबर सकारात्मक वोल्टेज लगाने से प्राप्त होता है ... यदि कुंजी खुली है (इस मामले में, इनपुट वोल्टेज अधिक है), तो लगभग सभी जनरेटर वर्तमान ट्रांजिस्टर VT2 के आधार में प्रवेश करते हैं। ट्रांजिस्टर खुला और संतृप्त है, और इसका आउटपुट वोल्टेज इकाइयाँ या दसियों मिलीवोल्ट है (यह मानते हुए कि लोड कलेक्टर से जुड़ा है)। कुंजी S बंद होने पर, वर्तमान जनरेटर का लगभग पूरा प्रवाह कुंजी के माध्यम से बहता है और इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा ट्रांजिस्टर VT2 के आधार में प्रवेश करता है। कटऑफ क्षेत्र के पास ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड में है। इस मोड में ट्रांजिस्टर का कलेक्टर वोल्टेज उच्च स्तर से मेल खाता है - लगभग 0.8 वी।

इस प्रकार, एक इंजेक्शन-संचालित ट्रांजिस्टर को एक इन्वर्टर या LE के रूप में माना जा सकता है जो एक NOT ऑपरेशन करता है।

अंजीर पर। 5.12 दो इनपुट के लिए सर्किट LE OR - NOT दिखाता है। जब दोनों इनपुट पर तार्किक शून्य आते हैं, ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 बंद हो जाते हैं और आउटपुट पर एक तार्किक 1 बनता है। यदि कम से कम एक इनपुट को तार्किक 1 प्राप्त होता है, तो संबंधित ट्रांजिस्टर खुला और संतृप्त होता है और आउटपुट होता है, जो है सभी संग्राहकों का संघ, तार्किक 0 पर सेट है।

चावल। 5.12 LE 2OR का सरलीकृत आरेख - इंजेक्शन तर्क नहीं

एलई और 2 एल के फायदे हैं उच्च डिग्रीएकीकरण, उच्च गति, बहुत कम धाराओं (नैनोएम्पियर की इकाइयाँ) और कम आपूर्ति वोल्टेज पर काम करने की क्षमता।

5.5. एमआईएस और सीएमआईएस संरचनाओं पर बुनियादी तार्किक तत्व।एमआईएस ट्रांजिस्टर पर तार्किक आईसी का मूल तत्व एक इन्वर्टर (तत्व नहीं) है। अंजीर पर। 5.13 एक (ए) और दो (बी) बिजली की आपूर्ति के साथ पी-टाइप चैनल के साथ एमआईएस ट्रांजिस्टर पर इन्वर्टर सर्किट दिखाता है।

चावल। 5.13. एमआईएस ट्रांजिस्टर (ए, बी) और इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के ग्राफ (सी) पर इनवर्टर की योजनाएं

दोनों सर्किटों के ट्रांजिस्टर VT1 में ट्रांजिस्टर VT2 की तुलना में संकरे और लंबे चैनल होते हैं। इसलिए, यदि दोनों ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 खुले हैं, तो
. यदि एक
, अर्थात।
, तो ट्रांजिस्टर VT2 खुले हैं। उसी समय से
, तो आउटपुट वोल्टेज शून्य के करीब है (चित्र। 5.13, सी)।

यदि एक
, अर्थात।
, तब ट्रांजिस्टर VT2 बंद हो जाते हैं, और ट्रांजिस्टर VT1 अवरुद्ध होने के कगार पर होते हैं। जिसमें
और आउटपुट तर्क 1 के अनुरूप निम्न नकारात्मक स्तर पर सेट है।

ट्रांजिस्टर के गेट सर्किट में शामिल करना VT1 अतिरिक्त वोल्टेज स्रोत
LE की शोर प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है।

अंजीर पर। 5.14, एकपूरक एमआईएस ट्रांजिस्टर पर बने दो-इनपुट LE OR - NOT का आरेख दिखाता है। ट्रांजिस्टर VТЗ और VT4 एक n-प्रकार चैनल के साथ समानांतर में जुड़े हुए हैं नियंत्रण ट्रांजिस्टर हैं, और ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 एक p-प्रकार चैनल के साथ लोड ट्रांजिस्टर हैं। नियंत्रण ट्रांजिस्टर निचला बनाते हैं, और लोड ट्रांजिस्टर विभक्त की ऊपरी भुजा बनाते हैं, जिससे आउटपुट वोल्टेज हटा दिया जाता है।

चावल। 5.14. तार्किक तत्वों की योजनाएं या - नहीं (ए) और और - नहीं (बी) केएमडीपी ट्रांजिस्टर पर

यदि इनपुट तथा निम्न स्तर वोल्टेज:
, तो ट्रांजिस्टर VТЗ और VT4 बंद हो जाते हैं। पी-टाइप चैनल के साथ ट्रांजिस्टर वीटी1 का स्रोत स्रोत के प्लस से जुड़ा है , तो इसका गेट वोल्टेज
और निरपेक्ष मान में दहलीज वोल्टेज से अधिक है। ट्रांजिस्टर VT1 खुला है, इसके चैनल का प्रतिरोध छोटा है और ट्रांजिस्टर VT2 का स्रोत वोल्टेज वोल्टेज के करीब है
. नतीजतन, ट्रांजिस्टर VT2 भी खुला है, और ऊपरी भुजा का प्रतिरोध निचली भुजा के प्रतिरोध से बहुत कम है। आउटपुट बिजली आपूर्ति वोल्टेज के करीब एक उच्च स्तरीय वोल्टेज पर सेट है।

यदि कम से कम एक इनपुट या एक उच्च-स्तरीय वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है, फिर निचली भुजा का संबंधित ट्रांजिस्टर खुलता है, और ऊपरी भुजा बंद हो जाती है। आउटपुट शून्य के करीब निम्न स्तर का वोल्टेज पैदा करता है।

तर्क तत्वों में और - केएमडीपी-टीएल नहीं (चित्र। 5.14, बी), एक एन-टाइप चैनल वीटीजेड और वीटी 4 के साथ नियंत्रण एमओएस ट्रांजिस्टर श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, और पी-टाइप चैनल वाले लोड समानांतर में जुड़े हुए हैं। निचली भुजा का प्रतिरोध छोटा होगा यदि दोनों ट्रांजिस्टर VТЗ और VT4 खुले हैं, अर्थात। जब प्रवेश द्वारों पर तथा तार्किक इकाइयों के अनुरूप वोल्टेज कार्य करते हैं। जिसमें
और तार्किक शून्य से मेल खाती है। यदि किसी एक इनपुट पर कम वोल्टेज है, तो ट्रांजिस्टर VT1 या VT2 में से एक खुला है, और ट्रांजिस्टर VT3 या VT4 में से एक बंद है। इस मामले में, ऊपरी बांह का प्रतिरोध निचले हाथ के प्रतिरोध से बहुत कम है, और आउटपुट वोल्टेज स्तर एक तार्किक इकाई से मेल खाता है।

KMDP-TL तर्क तत्वों की विशेषता कम बिजली की खपत (दसियों नैनोवाट), पर्याप्त उच्च गति (10 मेगाहर्ट्ज या अधिक तक), उच्च शोर प्रतिरक्षा और बिजली आपूर्ति वोल्टेज उपयोग कारक (
) उनका नुकसान एलई एमडीपी-टीएल की तुलना में विनिर्माण की अधिक जटिलता है।

खरीदना सॉफ़्टवेयरबॉक्सिंग संस्करण में, एक नियम के रूप में, उपयोगकर्ता को स्टोर पर जाने या कम से कम कूरियर से मिलने की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रॉनिक लाइसेंस प्राप्त करने की सुविधा मुख्य रूप से इस तथ्य में निहित है कि आपको कहीं जाने की आवश्यकता नहीं है। आप वितरक के ऑनलाइन स्टोर में और कुछ समय बाद लाइसेंस खरीद सकते हैं ईमेलसब आएंगे आवश्यक निर्देशऔर कुंजी ही। सॉफ़्टवेयर उत्पादों को वितरित करने की इस पद्धति के लाभ स्पष्ट हैं: खरीदारी दिन या रात के किसी भी समय की जा सकती है, और ऑर्डर ठीक उसी तरह रखा जाता है जैसे किसी ऑनलाइन स्टोर में कोई अन्य उत्पाद खरीदते समय।

बॉक्सिंग संस्करणों और इलेक्ट्रॉनिक के बीच का अंतर

एक बॉक्स में प्रोग्राम खरीदते समय, उपयोगकर्ता को उत्पाद वितरण किट (आमतौर पर एक सीडी या ) और सक्रियण कुंजियों के साथ एक भौतिक माध्यम प्राप्त होता है - या तो कागज पर या एक विशेष स्टिकर पर मुद्रित होता है। इलेक्ट्रॉनिक कुंजी खरीदने के मामले में, उपयोगकर्ता मेल द्वारा निर्माता द्वारा उत्पन्न एक कुंजी प्राप्त करता है; यह या तो विशेष अनुमति या सरल कोड वाली फ़ाइल हो सकती है। इस मामले में, उत्पाद वितरण पैकेज को केवल इंटरनेट से डाउनलोड किया जा सकता है: या तो विक्रेता की वेबसाइट से या डिजिटल वितरक के सर्वर से। आमतौर पर विक्रेता उसी ईमेल में कुंजी के रूप में एक डाउनलोड लिंक भेजता है। यह बिना कहे चला जाता है कि बॉक्सिंग वितरण से स्थापित या इंटरनेट से डाउनलोड किए गए प्रोग्राम बिल्कुल अलग नहीं हैं।

लाइसेंस और नवीनीकरण

एंटी-वायरस इलेक्ट्रॉनिक कुंजी खरीदने या प्रोग्राम के बॉक्सिंग संस्करण को खरीदने का अर्थ है कि उत्पाद के एंटी-वायरस डेटाबेस को संपूर्ण लाइसेंस अवधि के दौरान अपडेट किया जा सकता है। यह सुनिश्चित करना बहुत आसान है कि खरीदा गया एक वास्तविक है: यदि एंटीवायरस, जिसका वितरण किट निर्माता की वेबसाइट से डाउनलोड किया गया था, कुंजी को स्वीकार करता है, तो सब कुछ क्रम में है।

एक नियम के रूप में, एंटीवायरस लाइसेंस एक वर्ष के लिए होते हैं, जिसके बाद उपयोगकर्ता को लाइसेंस नवीनीकरण खरीदने के लिए प्रेरित किया जाएगा। खरीद प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से प्रारंभिक खरीद के समान ही है। हालाँकि, कुछ विक्रेता आपसे उत्पाद के लिए पिछली लाइसेंस कुंजी प्रदान करने के लिए कह सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक लाइसेंस नवीनीकरण कुंजी खरीदना भी अक्सर संभव होता है, भले ही सॉफ़्टवेयर मूल रूप से "एक बॉक्स में" खरीदा गया हो।

कीमत

यह इलेक्ट्रॉनिक कुंजी और बॉक्सिंग संस्करण के बीच शायद सबसे महत्वपूर्ण अंतर है। इस तथ्य के कारण कि बॉक्सिंग संस्करण में एक वितरण किट के साथ एक भौतिक मीडिया होता है और, अक्सर, अतिरिक्त सामग्री (निर्देश, आदि), इसकी कीमत इलेक्ट्रॉनिक कुंजी खरीदते समय की तुलना में काफी अधिक हो सकती है। यह आश्चर्य की बात नहीं है: निर्माता को प्रिंटिंग बॉक्स, डिस्क और मुद्रित सामग्री पर पैसा खर्च नहीं करना पड़ता है, गोदाम किराए पर लेने की आवश्यकता नहीं होती है, माल पहुंचाने की आवश्यकता नहीं होती है खुदरा दुकान. यह काफी तर्कसंगत है कि इन सभी चिंताओं से छुटकारा पाने के लिए वह एक महत्वपूर्ण छूट देने के लिए तैयार है।

(सॉफ्टवेयर) और नकल, अवैध उपयोग और अनधिकृत वितरण से डेटा।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक कुंजी

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के संचालन का सिद्धांत. कुंजी एक विशिष्ट कंप्यूटर इंटरफ़ेस से जुड़ी होती है। इसके अलावा, संरक्षित कार्यक्रम एक विशेष ड्राइवर के माध्यम से उसे जानकारी भेजता है, जिसे निर्दिष्ट एल्गोरिथम के अनुसार संसाधित किया जाता है और वापस लौटा दिया जाता है। यदि कुंजी का उत्तर सही है, तो प्रोग्राम अपना काम जारी रखता है। अन्यथा, यह डेवलपर द्वारा परिभाषित कार्य कर सकता है, जैसे डेमो मोड में स्विच करना, कुछ कार्यों तक पहुंच को अवरुद्ध करना।

लाइसेंस देने में सक्षम विशेष कुंजियाँ हैं (नेटवर्क पर चल रहे प्रोग्राम की प्रतियों की संख्या को सीमित करना) नेटवर्क पर एक संरक्षित अनुप्रयोग। इस मामले में, पूरे स्थानीय नेटवर्क के लिए एक कुंजी पर्याप्त है। कुंजी किसी वर्कस्टेशन या नेटवर्क सर्वर पर स्थापित है। संरक्षित एप्लिकेशन द्वारा कुंजी तक पहुंचें स्थानीय नेटवर्क. लाभ यह है कि स्थानीय नेटवर्क के भीतर एप्लिकेशन के साथ काम करने के लिए, उन्हें अपने साथ डोंगल ले जाने की आवश्यकता नहीं है।

पर रूसी बाजारनिम्नलिखित उत्पाद शृंखला सबसे अच्छी तरह से जानी जाती है (वर्णमाला क्रम में): WIBU-SYSTEMS से कोडमीटर, एक्टिव से गार्डेंट, अलादीन से HASP, एस्ट्रोमा लिमिटेड से LOCK, Feitian से रॉकी, Seculab से SenseLock, आदि।

कहानी

सॉफ़्टवेयर को बिना लाइसेंस के उपयोग से बचाने से डेवलपर का लाभ बढ़ता है। आज तक, इस समस्या को हल करने के लिए कई दृष्टिकोण हैं। सॉफ्टवेयर डेवलपर्स के विशाल बहुमत विभिन्न का उपयोग करते हैं सॉफ्टवेयर मॉड्यूल, जो सक्रियण कुंजियों, क्रमांकों आदि का उपयोग करके उपयोगकर्ता की पहुंच को नियंत्रित करते हैं। ऐसी सुरक्षा एक सस्ता समाधान है और विश्वसनीय होने का दावा नहीं कर सकता है। इंटरनेट उन कार्यक्रमों से भरा हुआ है जो आपको अवैध रूप से एक सक्रियण कुंजी (कुंजी जनरेटर) उत्पन्न करने या सीरियल नंबर / सक्रियण कुंजी (पैच, दरारें) के लिए अनुरोध को अवरुद्ध करने की अनुमति देते हैं। इसके अलावा, इस तथ्य की उपेक्षा न करें कि कानूनी उपयोगकर्ता स्वयं अपना सीरियल नंबर सार्वजनिक कर सकता है।

इन स्पष्ट कमियों के कारण इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के रूप में हार्डवेयर सॉफ़्टवेयर सुरक्षा का निर्माण हुआ। यह ज्ञात है कि पहली इलेक्ट्रॉनिक कुंजी (अर्थात, सॉफ़्टवेयर को अवैध प्रतिलिपि से बचाने के लिए हार्डवेयर उपकरण) 1980 के दशक की शुरुआत में दिखाई दी, हालांकि, स्पष्ट कारणों से, डिवाइस के विचार और प्रत्यक्ष निर्माण में प्रधानता स्थापित करना बहुत मुश्किल है।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी के साथ सॉफ़्टवेयर सुरक्षा

सॉफ़्टवेयर विकास किट

डोंगल को हार्डवेयर-आधारित सॉफ़्टवेयर सुरक्षा विधियों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन आधुनिक डोंगल को अक्सर सॉफ़्टवेयर सुरक्षा के लिए मल्टीप्लेटफ़ॉर्म हार्डवेयर-सॉफ़्टवेयर टूल सिस्टम के रूप में परिभाषित किया जाता है। तथ्य यह है कि कुंजी के अलावा, इलेक्ट्रॉनिक कुंजी जारी करने वाली कंपनियां एक एसडीके (सॉफ्टवेयर डेवलपर किट - एक सॉफ्टवेयर डेवलपमेंट किट) प्रदान करती हैं। एसडीके में वह सब कुछ शामिल है जो आपको प्रस्तुत तकनीक का उपयोग शुरू करने के लिए आवश्यक है सॉफ्टवेयर उत्पाद- विकास उपकरण, पूर्ण तकनीकी दस्तावेज, विभिन्न ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए समर्थन, विस्तृत उदाहरण, कोड स्निपेट, स्वचालित सुरक्षा उपकरण। परीक्षण परियोजनाओं के निर्माण के लिए SDK में डेमो कुंजियाँ भी शामिल हो सकती हैं।

संरक्षण प्रौद्योगिकी

सॉफ़्टवेयर के अनधिकृत उपयोग से सुरक्षा की तकनीक एक निष्पादन योग्य फ़ाइल या एक गतिशील पुस्तकालय से बाद की रसीद के साथ एक कुंजी के अनुरोधों के कार्यान्वयन पर आधारित है और यदि आवश्यक हो, तो प्रतिक्रिया का विश्लेषण। यहां कुछ सामान्य प्रश्न दिए गए हैं:

• एक प्रमुख कनेक्शन की उपस्थिति की जाँच करना;
• लॉन्च पैरामीटर के रूप में प्रोग्राम के लिए आवश्यक डेटा कुंजी से पढ़ना (मुख्य रूप से केवल उपयुक्त कुंजी की खोज करते समय उपयोग किया जाता है, लेकिन सुरक्षा के लिए नहीं);
• प्रोग्राम के संचालन के लिए आवश्यक डेटा या निष्पादन योग्य कोड के डिक्रिप्शन के लिए अनुरोध, प्रोग्राम सुरक्षा के दौरान एन्क्रिप्ट किया गया ("मानक के साथ तुलना करने की अनुमति देता है"; कोड एन्क्रिप्शन के मामले में, अनक्रिप्टेड कोड का निष्पादन एक त्रुटि की ओर जाता है);
• प्रोग्राम द्वारा पहले एन्क्रिप्ट किए गए डेटा को डिक्रिप्ट करने का अनुरोध (आपको हर बार कुंजी को अलग-अलग अनुरोध भेजने की अनुमति देता है और इस प्रकार, एपीआई पुस्तकालयों/कुंजी के अनुकरण से स्वयं को सुरक्षित रखता है)
• कुंजी से पढ़े गए मूल चेकसम के साथ अपने वर्तमान चेकसम की तुलना करके निष्पादन योग्य कोड की अखंडता का सत्यापन (उदाहरण के लिए, कुंजी एल्गोरिदम द्वारा कोड या अन्य प्रेषित डेटा के डिजिटल हस्ताक्षर को निष्पादित करके और एप्लिकेशन के भीतर इस डिजिटल हस्ताक्षर की जांच करके; चूंकि डिजिटल सिग्नेचर हमेशा अलग होता है - क्रिप्टोग्राफिक एल्गोरिथम की एक विशेषता - यह एपीआई/कुंजी इम्यूलेशन से बचाने में भी मदद करता है);
• डोंगल में निर्मित रीयल-टाइम घड़ी के लिए एक अनुरोध (यदि कोई हो; डोंगल के हार्डवेयर एल्गोरिदम का ऑपरेटिंग समय उसके आंतरिक टाइमर द्वारा सीमित होने पर स्वचालित रूप से किया जा सकता है);
• आदि।

यह ध्यान देने योग्य है कि कुछ आधुनिक कुंजी (एक्टीव कंपनी से गार्डेंट कोड, एस्ट्रोमा लिमिटेड से लॉक, फीटियन से रॉकी 6 स्मार्ट, सेकुलैब से सेंसलॉक) डेवलपर को अपने स्वयं के एल्गोरिदम या एप्लिकेशन कोड के अलग-अलग हिस्सों को स्टोर करने की अनुमति देती है (उदाहरण के लिए, डेवलपर-विशिष्ट एल्गोरिदम जो बड़ी संख्या में पैरामीटर इनपुट प्राप्त करते हैं) और उन्हें कुंजी में निष्पादित करेंअपने स्वयं के माइक्रोप्रोसेसर पर। सॉफ़्टवेयर को अवैध उपयोग से बचाने के अलावा, यह दृष्टिकोण आपको प्रोग्राम में उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिथम को प्रतियोगियों द्वारा इसके अनुप्रयोगों में अध्ययन, क्लोन और उपयोग किए जाने से बचाने की अनुमति देता है। हालांकि, एक साधारण एल्गोरिदम के लिए (और डेवलपर्स अक्सर लोड करने के लिए अपर्याप्त जटिल एल्गोरिदम चुनने की गलती करते हैं), क्रिप्टैनालिसिस "ब्लैक बॉक्स" विश्लेषण विधि का उपयोग करके किया जा सकता है।

ऊपर से निम्नानुसार, इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का "दिल" रूपांतरण एल्गोरिथ्म (क्रिप्टोग्राफिक या अन्य) है। आधुनिक डोंगल में, इसे हार्डवेयर में लागू किया जाता है - यह व्यावहारिक रूप से एक पूर्ण कुंजी एमुलेटर के निर्माण को बाहर करता है, क्योंकि एन्क्रिप्शन कुंजी को डोंगल आउटपुट में कभी भी प्रेषित नहीं किया जाता है, जो इसके अवरोधन की संभावना को बाहर करता है।

एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म गुप्त या सार्वजनिक हो सकता है। गुप्त एल्गोरिदम प्रत्येक ग्राहक के लिए व्यक्तिगत रूप से, सुरक्षात्मक उपकरणों के निर्माता द्वारा विकसित किए जाते हैं। ऐसे एल्गोरिदम का उपयोग करने का मुख्य नुकसान क्रिप्टोग्राफिक ताकत का आकलन करने की असंभवता है। यह केवल निश्चित रूप से कहना संभव था कि इस तथ्य के बाद एल्गोरिदम कितना विश्वसनीय था: चाहे वह हैक किया गया हो या नहीं। एक सार्वजनिक एल्गोरिथम, या "ओपन सोर्स", में अतुलनीय रूप से अधिक क्रिप्टोग्राफ़िक शक्ति होती है। ऐसे एल्गोरिदम का परीक्षण यादृच्छिक लोगों द्वारा नहीं किया जाता है, बल्कि कई विशेषज्ञों द्वारा किया जाता है जो क्रिप्टोग्राफी के विश्लेषण में विशेषज्ञ होते हैं। ऐसे एल्गोरिदम के उदाहरण व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले GOST 28147-89, AES, RSA, Elgamal, आदि हैं।

स्वचालित साधनों से सुरक्षा

हार्डवेयर डोंगल के अधिकांश परिवारों के लिए, स्वचालित उपकरण (एसडीके में शामिल) विकसित किए गए हैं जो आपको "कुछ माउस क्लिक के साथ" कार्यक्रम की रक्षा करने की अनुमति देते हैं। इस मामले में, एप्लिकेशन फ़ाइल डेवलपर के अपने कोड में "लिपटे" है। इस कोड द्वारा कार्यान्वित कार्यक्षमता निर्माता के आधार पर भिन्न होती है, लेकिन अक्सर एक कुंजी की उपस्थिति के लिए कोड जांचता है, लाइसेंस नीति (सॉफ़्टवेयर विक्रेता द्वारा निर्धारित) को नियंत्रित करता है, निष्पादन योग्य फ़ाइल को डिबगिंग और डीकंपिलेशन से बचाने के लिए एक तंत्र लागू करता है ( उदाहरण के लिए, निष्पादन योग्य फ़ाइल को संपीड़ित करना), आदि।

महत्वपूर्ण बात यह है कि स्वचालित सुरक्षा उपकरण का उपयोग करने के लिए आपको एप्लिकेशन के स्रोत कोड तक पहुंच की आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, जब विदेशी उत्पादों का स्थानीयकरण किया जाता है (जब सॉफ्टवेयर के स्रोत कोड में हस्तक्षेप करने की कोई संभावना नहीं होती है), तो ऐसा सुरक्षा तंत्र अपरिहार्य है, लेकिन यह अनुमति न देंइलेक्ट्रॉनिक कुंजियों की पूरी क्षमता का एहसास और उपयोग करें और लचीली और व्यक्तिगत सुरक्षा को लागू करें।

एपीआई कार्यों के साथ सुरक्षा लागू करना

स्वचालित सुरक्षा का उपयोग करने के अलावा, सॉफ़्टवेयर डेवलपर को स्रोत कोड स्तर पर एप्लिकेशन में सुरक्षा प्रणाली को एकीकृत करके स्वतंत्र रूप से सुरक्षा विकसित करने का अवसर दिया जाता है। ऐसा करने के लिए, एसडीके में विभिन्न प्रोग्रामिंग भाषाओं के लिए पुस्तकालय शामिल हैं जिनमें इस कुंजी के लिए एपीआई कार्यक्षमता का विवरण शामिल है। एपीआई एप्लिकेशन, सिस्टम ड्राइवर (और नेटवर्क डोंगल के मामले में सर्वर) और डोंगल के बीच डेटा का आदान-प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए कार्यों का एक सेट है। एपीआई फ़ंक्शन निष्पादन प्रदान करते हैं विभिन्न ऑपरेशनएक कुंजी के साथ: मेमोरी खोजें, पढ़ें और लिखें, हार्डवेयर एल्गोरिदम, नेटवर्क सॉफ़्टवेयर लाइसेंसिंग आदि का उपयोग करके डेटा एन्क्रिप्ट और डिक्रिप्ट करें।

इस पद्धति का कुशल अनुप्रयोग उच्च स्तर की अनुप्रयोग सुरक्षा प्रदान करता है। कार्यक्रम के मुख्य भाग में इसकी विशिष्टता और "फ़ज़ीनेस" के कारण एप्लिकेशन में निर्मित सुरक्षा को बेअसर करना मुश्किल है। अपने आप में, सुरक्षा को बायपास करने के लिए संरक्षित एप्लिकेशन के निष्पादन योग्य कोड का अध्ययन और संशोधन करने की आवश्यकता इसे तोड़ने में एक गंभीर बाधा है। इसलिए, सुरक्षा डेवलपर का कार्य, सबसे पहले, कुंजी प्रबंधन API का उपयोग करके अपनी स्वयं की सुरक्षा को लागू करके संभावित स्वचालित हैकिंग विधियों से बचाव करना है।

सुरक्षा बाईपास

आधुनिक गार्डेंट डोंगल के पूर्ण अनुकरण के बारे में कोई जानकारी नहीं थी। मौजूदा टेबल एमुलेटर केवल विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए लागू किए जाते हैं। उनके निर्माण की संभावना सुरक्षा डेवलपर्स द्वारा इलेक्ट्रॉनिक कुंजी की मुख्य कार्यक्षमता के गैर-उपयोग (या अनपढ़ उपयोग) के कारण थी।

LOCK कुंजियों के पूर्ण या कम से कम आंशिक अनुकरण के बारे में या इस सुरक्षा को बायपास करने के किसी अन्य तरीके के बारे में भी कोई जानकारी नहीं है।

एक सॉफ्टवेयर मॉड्यूल हैक करना

एक हमलावर पूरे एप्लिकेशन कोड का विश्लेषण करने के बाद, सुरक्षा ब्लॉक को अलग करने और इसे निष्क्रिय करने के लिए प्रोग्राम के तर्क की जांच करता है। ब्रेकिंग प्रोग्राम मुख्य मेमोरी को डिबगिंग (या स्टेपिंग), डीकंपलिंग और डंपिंग द्वारा किया जाता है। किसी प्रोग्राम के निष्पादन योग्य कोड का विश्लेषण करने के इन तरीकों का उपयोग अक्सर हमलावरों द्वारा संयोजन में किया जाता है।

डिबगिंग एक विशेष कार्यक्रम का उपयोग करके किया जाता है - एक डिबगर, जो आपको इसके लिए ऑपरेटिंग वातावरण का अनुकरण करते हुए, किसी भी एप्लिकेशन को चरण दर चरण निष्पादित करने की अनुमति देता है। डिबगर का एक महत्वपूर्ण कार्य सेट करने की क्षमता है रोक बिंदु (या शर्तें)कोड निष्पादन। उनका उपयोग करके, हमलावर के लिए कोड में उन स्थानों को ट्रैक करना आसान होता है जहां कुंजी तक पहुंच लागू की जाती है (उदाहरण के लिए, "कुंजी गुम है! यूएसबी इंटरफ़ेस में कुंजी की उपस्थिति की जांच करें" जैसे संदेश पर निष्पादन रुक जाता है। )

disassembly- निष्पादन योग्य मॉड्यूल के कोड को मानव-पठनीय प्रोग्रामिंग भाषा में बदलने का एक तरीका - असेंबलर। इस मामले में, हमलावर को एक प्रिंटआउट (लिस्टिंग) मिलता है कि एप्लिकेशन क्या कर रहा है।

अपघटन- एप्लिकेशन के निष्पादन योग्य मॉड्यूल को उच्च-स्तरीय भाषा में प्रोग्राम कोड में परिवर्तित करना और स्रोत कोड के करीब एप्लिकेशन का प्रतिनिधित्व प्राप्त करना। यह केवल कुछ प्रोग्रामिंग भाषाओं के लिए किया जा सकता है (विशेष रूप से, सी # में बनाए गए .NET अनुप्रयोगों के लिए और बाइटकोड में वितरित, अपेक्षाकृत उच्च स्तरीय व्याख्या की गई भाषा)।

हमले का सार मेमोरी डंपउस समय RAM की सामग्री को पढ़ना है जब एप्लिकेशन सामान्य रूप से निष्पादित होना शुरू हुआ। नतीजतन, हमलावर को "शुद्ध रूप" में कार्य कोड (या उसके लिए ब्याज का हिस्सा) प्राप्त होता है (यदि, उदाहरण के लिए, एप्लिकेशन कोड एन्क्रिप्ट किया गया था और केवल एक या किसी अन्य अनुभाग के निष्पादन के दौरान आंशिक रूप से डिक्रिप्ट किया गया था)। एक हमलावर के लिए मुख्य बात सही समय चुनना है।

ध्यान दें कि डिबगिंग का प्रतिकार करने के कई तरीके हैं, और सुरक्षा डेवलपर्स उनका उपयोग करते हैं: गैर-रेखीय कोड, (मल्टीथ्रेडिंग), गैर-नियतात्मक निष्पादन अनुक्रम, कोड "कूड़ा" (बेकार कार्य जो एक हमलावर को भ्रमित करने के लिए जटिल संचालन करते हैं), स्वयं डिबगर्स की खामियों का उपयोग करना, और दूसरों को

पल्स उपकरणों में, ट्रांजिस्टर कुंजियाँ अक्सर पाई जा सकती हैं। ट्रांजिस्टर स्विच फ्लिप-फ्लॉप, स्विच, मल्टीवीब्रेटर, ब्लॉकिंग ऑसिलेटर्स और अन्य इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में मौजूद होते हैं। प्रत्येक सर्किट में, ट्रांजिस्टर कुंजी अपना कार्य करती है, और ट्रांजिस्टर के ऑपरेटिंग मोड के आधार पर, कुंजी सर्किट समग्र रूप से बदल सकता है, हालांकि, ट्रांजिस्टर कुंजी का मुख्य सर्किट आरेख इस प्रकार है:

ट्रांजिस्टर स्विच के संचालन के कई मुख्य तरीके हैं: सामान्य सक्रिय मोड, संतृप्ति मोड, कटऑफ मोड और सक्रिय उलटा मोड। यद्यपि ट्रांजिस्टर स्विच सर्किट सिद्धांत रूप में एक सामान्य-एमिटर ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर सर्किट है, यह सर्किट एक विशिष्ट एम्पलीफायर चरण से फ़ंक्शन और मोड में भिन्न होता है।

एक प्रमुख अनुप्रयोग में, ट्रांजिस्टर एक उच्च गति स्विच के रूप में कार्य करता है, और मुख्य स्थिर अवस्थाएँ दो हैं: ट्रांजिस्टर बंद है और ट्रांजिस्टर खुला है। लैच्ड अवस्था - खुली अवस्था जब ट्रांजिस्टर कटऑफ मोड में होता है। बंद अवस्था - ट्रांजिस्टर की संतृप्ति की स्थिति, या संतृप्ति के करीब की स्थिति, इस अवस्था में ट्रांजिस्टर खुला रहता है। जब ट्रांजिस्टर एक राज्य से दूसरे राज्य में स्विच करता है, तो यह सक्रिय मोड है, जिसमें कैस्केड में प्रक्रियाएं गैर-रैखिक रूप से आगे बढ़ती हैं।

स्थैतिक अवस्थाओं का वर्णन ट्रांजिस्टर की स्थिर विशेषताओं के अनुसार किया जाता है। दो विशेषताएं हैं: आउटपुट परिवार - कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज पर कलेक्टर करंट की निर्भरता और इनपुट परिवार - बेस-एमिटर वोल्टेज पर बेस करंट की निर्भरता।

कटऑफ मोड दोनों की एक पारी की विशेषता है पी-एन जंक्शनविपरीत दिशा में ट्रांजिस्टर, और एक गहरी कटऑफ और एक उथला कटऑफ है। डीप कटऑफ तब होता है जब जंक्शनों पर लगाया जाने वाला वोल्टेज थ्रेशोल्ड वोल्टेज से 3-5 गुना अधिक होता है और इसमें काम करने वाले की रिवर्स पोलरिटी होती है। इस अवस्था में, ट्रांजिस्टर खुला होता है, और इसके इलेक्ट्रोड की धाराएँ बहुत छोटी होती हैं।

एक उथले कटऑफ के साथ, इलेक्ट्रोड में से एक पर लागू वोल्टेज कम होता है, और इलेक्ट्रोड धाराएं एक गहरी कटऑफ से अधिक होती हैं, नतीजतन, धाराएं पहले से ही आउटपुट विशेषता से निचले वक्र के अनुसार लागू वोल्टेज पर निर्भर करती हैं। परिवार, इस वक्र को "कटऑफ विशेषता" कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, हम एक ट्रांजिस्टर के कुंजी मोड के लिए एक सरलीकृत गणना करेंगे जो एक प्रतिरोधक भार पर काम करेगा। ट्रांजिस्टर लंबे समय तक केवल दो मुख्य अवस्थाओं में से एक में रहेगा: पूरी तरह से खुला (संतृप्ति) या पूरी तरह से बंद (कटऑफ)।

बता दें कि ट्रांजिस्टर लोड SRD-12VDC-SL-C रिले की वाइंडिंग है, जिसका कॉइल प्रतिरोध नाममात्र 12 V पर 400 ओम होगा। आइए रिले वाइंडिंग की आगमनात्मक प्रकृति की उपेक्षा करें, डेवलपर्स को क्षणिक उछाल से बचाने के लिए एक स्नबर प्रदान करने दें, लेकिन हम इस तथ्य के आधार पर गणना करेंगे कि रिले एक बार और बहुत लंबे समय तक चालू रहेगा। हम कलेक्टर को सूत्र द्वारा वर्तमान पाते हैं:

इक \u003d (अपिट-उकेनस) / आरएन।

कहा पे: इक - डीसी कलेक्टर करंट; अपिट - आपूर्ति वोल्टेज (12 वोल्ट); Ukenas - द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का संतृप्ति वोल्टेज (0.5 वोल्ट); आरएन - लोड प्रतिरोध (400 ओम)।

हमें इक \u003d (12-0.5) / 400 \u003d 0.02875 ए \u003d 28.7 एमए मिलता है।

यह सुनिश्चित करने के लिए, आइए एक ट्रांजिस्टर को एक मार्जिन के साथ सीमित करेंट और के लिए लें अंतिम तनाव. SOT-32 पैकेज में उपयुक्त BD139। इस ट्रांजिस्टर के पैरामीटर Ikmax = 1.5 A, Ukemax = 80 V हैं। एक अच्छा मार्जिन होगा।

28.7 mA का कलेक्टर करंट प्रदान करने के लिए, एक उपयुक्त बेस करंट देना आवश्यक है। बेस करंट सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: Ib = Ik / h21e, जहां h21e स्थिर करंट ट्रांसफर गुणांक है।

आधुनिक मल्टीमीटर आपको इस पैरामीटर को मापने की अनुमति देते हैं, और हमारे मामले में यह 50 था। तो इब \u003d 0.0287 / 50 \u003d 574 μA। यदि गुणांक h21e का मान अज्ञात है, तो विश्वसनीयता के लिए, आप इस ट्रांजिस्टर के लिए प्रलेखन से न्यूनतम ले सकते हैं।

आधार रोकनेवाला का आवश्यक मान निर्धारित करने के लिए। बेस-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज 1 वोल्ट है। इसलिए, यदि नियंत्रण एक तर्क माइक्रोक्रिकिट के आउटपुट से एक संकेत द्वारा किया जाता है, जिसका वोल्टेज 5 V है, तो 574 μA का आवश्यक बेस करंट प्रदान करने के लिए, 1 V के संक्रमण पर एक बूंद के साथ, हम प्राप्त करते हैं :

R1 \u003d (Uin-Ubenas) / Ib \u003d (5-1) / 0.000574 \u003d 6968 ओम

आइए 6.8 kOhm रोकनेवाला की मानक श्रृंखला से एक छोटा चुनें (ताकि बिल्कुल पर्याप्त धारा हो)।

लेकिन, ट्रांजिस्टर तेजी से स्विच करने के लिए और संचालन विश्वसनीय होने के लिए, हम आधार और उत्सर्जक के बीच एक अतिरिक्त प्रतिरोधी आर 2 का उपयोग करेंगे, और कुछ शक्ति उस पर गिर जाएगी, जिसका अर्थ है कि प्रतिरोध को कम करना आवश्यक है रोकनेवाला R1. आइए R2 = 6.8 kOhm लें और R1 के मान को समायोजित करें:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib + I (प्रतिरोध R2 के माध्यम से) = (Uin-Ubenas) / (Ib + Ubenas / R2)

R1 \u003d (5-1) / (0.000574 + 1/6800) \u003d 5547 ओम।

इसे R1 = 5.1 kOhm, और R2 = 6.8 kOhm होने दें।

आइए कुंजी पर नुकसान की गणना करें: P \u003d Ik * Ukenas \u003d 0.0287 * 0.5 \u003d 0.014 W। ट्रांजिस्टर को हीटसिंक की आवश्यकता नहीं होती है।