Prezantimi.

Pyetje edukative (pjesa kryesore):

1. Informacion i pergjithshem në lidhje me çelësat elektronikë.

2. Çelësat e diodës.

3. Çelësat e tranzistorit

konkluzioni

Literatura:

L.15 Bystrov Yu.A., Mironenko I.V. Qarqet dhe pajisjet elektronike, -M: Shkolla e lartë. 1989 - 287s. Me. 138-152,

L.19 Brammer Yu.A., Pashchuk A.V. Pulse dhe pajisje dixhitale. - M.: Shkolla e lartë, 1999, 351 f. Me. 68-81

L21. F. Opadchy, O.P. Gludkin, A.I. Gurov "Elektronika analoge dhe dixhitale", M. - Linja e nxehtë - Telekom, 2000 f. 370-414

Mbështetje arsimore dhe materiale:

Teksti i leksionit Hyrje

Dihet që për të siguruar funksionimin e pajisjeve pulsuese dhe për të marrë lëkundje pulsuese, është e nevojshme të ndërroni një element jolinear (mbyll, hap).

Një mënyrë e tillë e funksionimit të një elementi jolinear quhet çelës, dhe pajisja, e cila përfshin këtë element jolinear, quhet çelës elektronik.

1. Informacion i përgjithshëm për çelësat elektronikë.

Çelësi elektronik quhet një pajisje që, nën ndikimin e sinjaleve të kontrollit, ndërron qarqet elektrike mënyrë pa kontakt.

Caktimi i çelësave elektronikë.

Vetë përkufizimi përmban qëllimin e "Ndezjes - fikjes", "Mbylljes - hapjes" të elementeve pasive dhe aktivë, furnizimit me energji, etj.

Klasifikimi i çelësave elektronikë.

Çelësat elektronikë klasifikohen sipas karakteristikave kryesore të mëposhtme:

Sipas llojit të elementit ndërrues:

• tranzistor;

  trinistor, dinistor;

  elektrovakum;

  i mbushur me gaz (thiratron, tigatron);

  optoçiftuesit.

Sipas mënyrës së ndezjes së elementit kyç në raport me ngarkesën.

çelësat serialë;

Oriz. një

çelësat paralelë.

Oriz. 2

Me anë të menaxhimit.

me një sinjal kontrolli të jashtëm (i jashtëm në lidhje me sinjalin e ndërprerë);

pa një sinjal kontrolli të jashtëm (sinjali i ndërruar në vetvete është sinjali i kontrollit).

Sipas llojit të sinjalit të ndërruar.

çelësat e tensionit;

çelësat aktualë.

Nga natyra e tensionit të hyrjes dhe daljes bie.

duke përsëritur;

Oriz. 3

duke përmbysur.

Oriz. katër

Nga gjendja e çelësit elektronik në pozicionin e hapur.

i ngopur (çelësi elektronik është i hapur deri në ngopje);

të pangopura (çelësi elektronik është në modalitetin e hapur).

Nga numri i hyrjeve.

hyrje e vetme;

Oriz. 5

me shumë hyrje.

Oriz. 6

Pajisja e çelësave elektronikë.

Çelësi elektronik zakonisht përfshin elementët kryesorë të mëposhtëm:

element direkt jolinear (element komutues);

Parimi i funksionimit të çelësit elektronik.

Oriz. 7

Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit duke përdorur shembullin e një çelësi ideal.

Në imazh:

1. U in - tension, menaxher pune Celës;

   R është rezistenca në qarkun e fuqisë;

   E - tensioni i furnizimit (tensioni i ndërprerë).

Në gjendjen e ndezur (çelësi SA është i mbyllur), voltazhi i daljes U jashtë =0 (rezistenca R e një çelësi ideal të mbyllur është e barabartë me zero).

Në gjendjen e fikur (çelësi SA është i hapur), voltazhi në dalje U o = E (rezistenca R e një çelësi ideal të hapur është e barabartë me pafundësinë).

Një ndërprerës i tillë ideal prodhon një hapje dhe mbyllje të plotë të qarkut, në mënyrë që rënia e tensionit në dalje të jetë e barabartë me E.

Megjithatë, e vërteta çelës elektronik larg idealit.

Oriz. tetë

Ka një rezistencë të kufizuar në gjendje të mbyllur -R në zëvendës, dhe në gjendje të hapur - R off menjëherë. Ato. R në kyçje >0, R fiket menjëherë<. Следовательно, в замкнутом состоянии U вых =U ост >0 (pjesa tjetër e tensionit bie në çelës).

Në gjendje të hapur U jashtë

Kështu, që çelësi elektronik të funksionojë, është e nevojshme të plotësohet kushti R fikur menjëherë >> R duke përfshirë zv .

Karakteristikat kryesore të çelësave elektronikë.

karakteristikë e transferimit.

Kjo është varësia e tensionit të daljes U jashtë nga hyrja U në: U jashtë \u003d f (U in).

Nëse nuk ka sinjal kontrolli të jashtëm, atëherë U o =f(E).

Karakteristikat e tilla tregojnë se sa afër është çelësi elektronik me atë ideal.

Shpejtësia e çelësit elektronik - koha e kalimit të çelësit elektronik.

Rezistenca e hapur R fiket menjëherë dhe rezistenca e mbyllur R në zëvendës.

Tensioni i mbetur U pushim.

Tensioni i pragut, d.m.th. tension kur rezistenca e çelësit elektronik ndryshon ndjeshëm.

Ndjeshmëria - rënia minimale e sinjalit, e cila rezulton në ndërrimin e pandërprerë të çelësit elektronik.

Imuniteti ndaj zhurmës - ndjeshmëria e çelësit elektronik ndaj efekteve të impulseve të ndërhyrjes.

Rënia e tensionit në çelësin elektronik në gjendje të hapur.

Rryma e rrjedhjes në gjendje të mbyllur.

Aplikimi i çelësave elektronikë.

Përdoren çelësat elektronikë:

Në skemat më të thjeshta të formimit të pulsit.

Për të ndërtuar llojet kryesore të elementeve logjike dhe pajisjeve bazë të pulsit.

Kështu, çelësat elektronikë janë pajisje që kryejnë ndërrimin në mënyrë pa kontakt.

Informacion i pergjithshem. Çelësi elektronikështë një pajisje që mund të jetë në një nga dy gjendjet e qëndrueshme: e mbyllur ose e hapur. Kalimi nga një gjendje në tjetrën në një çelës elektronik ideal ndodh papritur nën ndikimin e një tensioni ose rryme kontrolli.

Në teknologjinë moderne elektronike, çelsat e tranzistorit përdoren më gjerësisht.

Çelësat në transistorët bipolarë. Qarku më i thjeshtë i ndërprerësit të tranzitorit (Fig. 5.2, a) është i ngjashëm me qarkun e amplifikatorit të transistorit, por ndryshon në mënyrën e funksionimit të tranzitorit. Kur punoni në modalitetin kyç, pika e funksionimit të tranzistorit mund të jetë vetëm në dy pozicione: in zonat e prerjes(tranzistori i mbyllur) dhe brenda rajonet e ngopjes(tranzistori i hapur dhe i ngopur). Çelësat e tillë quhen i pasurçelësat e tranzistorit. Ndonjëherë përdoren çelsat në të cilët pika e funksionimit me transistor të hapur është në rajonin aktiv (zakonisht afër rajonit të ngopjes, por nuk e arrin atë). Çelësat e tillë quhen të pangopura. Ndërprerësit e ngopur me transistor përdoren më shpesh, pasi në gjendjen e tyre "On" tensioni i daljes ka një nivel më të ulët dhe është më i qëndrueshëm.

Oriz. 5.2. Qarqet e ndërprerësit të transistorit (a) dhe karakteristikat (b) që ilustrojnë modalitetin ndryshon kur çelësi kalon nga gjendja e mbyllur (pika A) në gjendjen e hapur (pika B)

Për të siguruar modalitetin e ndërprerjes, duhet të aplikohet një tension negativ në hyrjen e çelësit
(ose pozitive për një tranzistor p-n-p).

Për mbyllje të besueshme të tranzistorit, vlera absolute e tensionit negativ
duhet të jetë së paku një vlerë e tensionit të pragut
, dhe kushti për sigurimin e mënyrës së ndërprerjes ka formën

Për të kaluar tranzistorin në modalitetin e ngopjes, është e nevojshme të aplikoni një tension të tillë pozitiv në hyrjen e çelësit , në të cilën krijohet një rrymë në qarkun bazë

ku
- rryma bazë në kufirin ndërmjet modalitetit aktiv dhe mënyrës së ngopjes (pika B në Fig. 5.2, b).

Rryma e kolektorit në modalitetin e ngopjes

.

Në modalitetin e ngopjes, tensioni i kolektorit
mbetet pozitiv në lidhje me emetuesin, por ka një vlerë shumë të vogël (të dhjetat e një volt për transistorët e germaniumit dhe 1 ... 1.5 V për ato silikoni). Prandaj, voltazhi në kolektorin EAF rezulton negativ:

dhe ndizet në drejtimin përpara.

Performanca e çelësit elektronik varet nga koha e ndezjes dhe fikjes.

Koha e ndezjes përcaktohet nga koha e vonesës për shkak të inercisë së lëvizjes së difuzionit të transportuesve të ngarkesës së pakicës në bazën e BT, dhe kohës së formimit të përparmë (koha e rregullimit) të tensionit të daljes. Koha e fikjes është shuma e kohës së resorbimit të bartësve të vegjël të ngarkesës të akumuluar në bazë dhe koha e formimit të ndërprerjes së tensionit të daljes.

Rritja e shpejtësisë së ndërprerësit të tranzitorit lehtësohet nga përdorimi i transistorëve me frekuencë të lartë, një rritje në rrymat e zhbllokimit dhe të kundërt të bazës, si dhe një rënie në rrymën bazë në modalitetin e ngopjes.

Për të reduktuar rrymën bazë në modalitetin e ngopjes, përdoren çelësat e pangopur, në të cilët një diodë Schottky është e lidhur midis bazës dhe kolektorit (Fig. 5.3). Dioda Schottky ka një tension nxitës prej 0,1 ... 0,2 V më pak se tensioni i ngopjes së kryqëzimit të kolektorit, kështu që hapet përpara se të vendoset modaliteti i ngopjes dhe një pjesë e rrymës bazë kalon përmes diodës së hapur në qarkun e kolektorit të tranzistorin, duke parandaluar kështu akumulimin në bazën e ngarkimit të transportuesve të pakicës. Çelësat e pangopur me një diodë Schottky përdoren gjerësisht në IC. Kjo për faktin se prodhimi i diodave Schottky bazuar në një strukturë tranzistor duke përdorur teknologji të integruar nuk kërkon ndonjë operacion shtesë dhe nuk çon në një rritje të zonës së kristalit të zënë nga elementët e çelësit.

Oriz. 5.3. Skema e një çelësi me një diodë Schottky

Çelësat në transistorët MIS. Çelësat në transistorët me efekt në terren (Fig. 5.4) nuk kanë një pengesë të tillë si akumulimi dhe resorbimi i bartësve të pakicës, kështu që koha e ndërrimit përcaktohet nga ngarkimi dhe rimbushja e kapaciteteve ndërelektrodike. Roli i rezistencës mund të kryejë transistorë me efekt në terren. Kjo lehtëson shumë teknologjinë e prodhimit të ndërprerësve të integruar të bazuar në transistorë me efekt në terren.

Oriz. 5.4. Skemat e çelësave elektronikë në një FET me një portë p-n (a) dhe tip MIS (b).

Në çelësat në transistorët MIS me një kanal të induktuar (Fig. 5.5), roli i rezistencës transistorët VT1 kryejnë, dhe roli i elementit aktiv është transistorët VT2. Transistorët VT2 kanë një kanal të tipit p, dhe transistorët VT1 kanë një kanal të tipit n (Fig. 5.5, a) ose të tipit n (Fig. 5.5, b). Karakteristikat e tyre të transferimit janë paraqitur në fig. 5.6, a dhe 5.6, b përkatësisht. Grafikët e tensionit që shpjegojnë funksionimin e çelësave janë paraqitur në fig. 5.7.

Oriz. 5.5. Skemat e çelsave elektronike të bazuara në transistorë MIS me kanale të induktuara të llojeve të njëjta (a) dhe të kundërta (b) të përçueshmërisë elektrike

Oriz. 5.6. Karakteristikat e transferimit të transistorëve MIS me kanale të induktuara të llojeve të ndryshme të përçueshmërisë elektrike

Oriz. 5.7. Grafikët e ndryshimeve në tensionet e hyrjes (a) dhe daljes (b) të ndërprerësve elektronikë në transistorët MIS

Kur në hyrje aplikohet një tension pozitiv transistorët VT2, që kanë një kanal të tipit p, janë të mbyllur. Transistori VT1 i çelësit të parë (Fig. 5.5, a) është i hapur për shkak të tensionit negativ të paragjykimit të aplikuar në portën e tij
. Transistori VT1 i çelësit të dytë, i cili ka një kanal të tipit n (Fig. 5.5, b), gjithashtu rezulton i hapur, pasi porta e tij është e lidhur me hyrjen, e cila ka një tension pozitiv
. Rezistenca e transistorëve të hapur VT1 është e vogël në krahasim me rezistencën e transistorëve të mbyllur VT2, dhe
.

Kur në hyrje të çelësave merret një tension negativ
transistorët VT2 hapen dhe transistorët VT1 mbyllen. Pothuajse të gjithë stresin bie në rezistencën e lartë të kanalit të transistorit VT1, dhe
.

5.4. Elementet bazë logjike në strukturat bipolare. Në varësi të komponentëve që përdoren në ndërtimin e LE, dhe metodës së lidhjes së komponentëve brenda një LE, dallohen llojet e mëposhtme të LE, ose llojet e logjikës:

logjika diodë-transistor (DTL);

logjika transistor-transistor (TTL);

logjika e lidhur me emetues (ECL);

logjika e integruar me injeksion (I 2 L, IIL);

elementet logjike në MOS-transistorë (KMDP).

Ka lloje të tjera të LE. Disa prej tyre janë të vjetruara dhe nuk përdoren aktualisht, ndërsa të tjerat janë në zhvillim e sipër.

Elementet logjike TTL. Transistor-transistor quhen elementë të tillë logjikë, në qarkun hyrës të të cilit përdoret një transistor me shumë emetues (MET). Sipas parimit të ndërtimit dhe funksionimit, qarqet TTL janë afër qarqeve DTL. Kryqëzimet e emetuesit të MET veprojnë si dioda hyrëse, dhe kryqëzimi i kolektorit vepron si një diodë paragjykimore. Elementet TTL janë më kompakte se elementët DTL, gjë që rrit shkallën e integrimit të çipave TTL. Qarqet e integruara të bazuara në TTL në krahasim me mikroqarqet DTL kanë shpejtësi më të lartë, imunitet dhe besueshmëri ndaj zhurmës, kapacitet më të madh ngarkese dhe konsum më të ulët të energjisë.

Në fig. 5.8, a tregon një qark 3I - NE LE TTL me një inverter të thjeshtë. Nëse tensionet aplikohen në të gjitha hyrjet MET
që korrespondon me nivelin 1, atëherë të gjitha nyjet e emetuesit të МЭТВТ1 janë të njëanshme nga ana e kundërt, dhe kryqëzimet e kolektorit janë të njëanshme përpara. Rryma e kolektorit MET rrjedh nëpër bazën e tranzistorit VT2, i cili hapet dhe kalon në modalitetin e ngopjes. Një tension i nivelit të ulët është vendosur në daljen e LE
.

Nëse të paktën një hyrje MET është e ndezur
që korrespondon me nivelin 0, atëherë kryqëzimi përkatës i emetuesit MET zhvendoset në drejtimin përpara. Rryma e emetuesit e këtij tranzicioni rrjedh përmes rezistencës R1, si rezultat i së cilës rryma e kolektorit të MET zvogëlohet dhe transistori VT2 mbyllet. Tensioni vendoset në daljen LE nivel të lartë
.

Për të rritur shpejtësinë e LE, futet një reagim jolinear në të, i kryer duke përdorur një diodë Schottky (dioda VD në Fig. 5.10, a). Një diodë Schottky VD me një tranzistor të integruar VT2 përbën një strukturë të vetme, e cila nganjëherë quhet një tranzistor Schottky.

Oriz. 5.8. Qarqet logjike DHE - JO TTL me inverterë të thjeshtë (a) dhe kompleks (b).

Në fig. 5.8, b tregon një diagram të një elementi logjik 2I - JO TTL me një inverter kompleks. Funksionimi i një inverteri të tillë është diskutuar më herët.

Një tipar i një inverteri kompleks është inercia e procesit të ndërrimit të transistorëve VT2, VТЗ dhe VT4. Prandaj, performanca e një inverteri kompleks është më e keqe se një e thjeshtë. Për të rritur shpejtësinë e një inverteri kompleks, futet një tranzistor shtesë në të, i cili është i lidhur paralelisht me kryqëzimin e emetuesit VT4.

Aktualisht, prodhohen disa lloje të serive të mikroqarqeve me elementë TTL: standarde (seri 133; K155), me shpejtësi të lartë (seri 130; K131), mikrofuqi (seri 134), me dioda Schottky (seri 530; K531) dhe mikrofuqi me Schottky. diodat (seria K555). Ata kanë një përqindje të lartë të prodhimit, kosto të ulët, kanë një grup të gjerë funksional dhe janë të përshtatshëm për përdorim praktik.

Elementet logjike ESL. Baza e elementeve të logjikës së çiftuar me emitues janë pajisjet e bazuara në ndërprerësit aktualë.

Qarku më i thjeshtë i ndërprerësit të rrymës është paraqitur në fig. 5.9, a.

Oriz. 5.9. Një diagram i thjeshtuar i ndërprerësit aktual (a) dhe grafikët e tensionit (b) që shpjegon funksionimin e tij

Rryma totale e transistorëve VT1 dhe VT2 vendoset nga gjeneratori i rrymës I përfshirë në qarkun e emetuesit të transistorëve. Nëse hyrja (baza VT1) merr një tension të nivelit të ulët
(logjike 0), atëherë transistori VT1 është i mbyllur dhe i gjithë rryma rrjedh përmes tranzistorit VT2, baza e të cilit furnizohet me një tension referencë
, duke tejkaluar nivelin më të ulët të tensionit bazë VT1.

Një tension i nivelit të lartë (logjik 1) gjenerohet në kolektorin e transistorit të mbyllur VT1 dhe një tension i nivelit të ulët (logjik 0) formohet në kolektorin e transistorit të hapur VT2, siç tregohet në Fig. 5.9, b. Nese nje
, atëherë tranzistori VT1 do të hapet. Sepse
, atëherë tranzistori VT2 do të mbyllet dhe e gjithë rryma do të rrjedhë përmes tranzistorit VT1. Një tension i nivelit të ulët formohet në kolektorin VT1 dhe një nivel i lartë formohet në kolektorin VT2.

Parametrat e gjeneratorit aktual janë të tillë që transistorët VT1 dhe VT2 nuk kalojnë në modalitetin e ngopjes. Kjo arrin performancë të lartë të elementeve ESL.

Diagrami skematik i elementit logjik bazë të ESL është paraqitur në fig. 5.10. Ky LE kryen njëkohësisht dy operacione logjike: OSE - JO në daljen 1 dhe OSE në daljen 2.

Oriz. 5.10. Diagrami i elementit logjik bazë të ESL

Në transistorët VT1, VT2 dhe VTZ, bëhet një ndërprerës rrymë që siguron funksionet logjike OSE - JO (në kolektorin VT2) dhe OR (në kolektorin VТЗ). Një rezistencë me rezistencë të lartë R5 përdoret si gjenerator i rrymës, i cili përfshihet në qarkun e kombinuar të emetuesit të transistorëve VT1, VT2 dhe VТЗ. Burimi i tensionit të referencës është bërë në transistorin VT4 dhe diodat VD1 dhe VD2. Tensioni i referencës, niveli i të cilit është afërsisht në mes midis niveleve që korrespondojnë me 0 dhe 1, aplikohet në bazën e tranzistorit VTZ, kështu që transistori VTZ do të mbyllet nëse aplikohet një tension i nivelit më të lartë (logjika 1). në të paktën njërën nga hyrjet dhe hapet nëse të gjitha hyrjet kanë një tension të nivelit të ulët (logjik 0). Informacioni logjik nga kolektorët VT2 dhe VTZ furnizohet në bazat e ndjekësve të emetuesve të daljes të bëra në transistorët VT5 dhe VT6. Ndjekësit e emetuesit shërbejnë për të rritur kapacitetin e ngarkesës së LE dhe për të zhvendosur nivelet e tensionit të daljes për pajtueshmërinë e LE të kësaj serie për sa i përket hyrjes dhe daljes.

Përfaqësuesit e LE ESL janë qarqe të integruara të serisë së 500-të.

Avantazhi i LE ESL është një teknologji e mirëpërcaktuar për prodhimin e tyre, e cila siguron një përqindje mjaft të lartë të rendimentit të mikroqarqeve të përshtatshme dhe koston e tyre relativisht të ulët. Elementet ESL kanë një shpejtësi më të lartë në krahasim me LE TTL. Për shkak të kësaj, ato përdoren gjerësisht në llogaritjet me shpejtësi të lartë dhe me performancë të lartë. Kaskadat diferenciale të LE ESL sigurojnë imunitet të lartë ndaj zhurmës, stabilitet të parametrave dinamikë me ndryshime në temperaturën dhe tensionin e burimeve të energjisë, konsum të vazhdueshëm të rrymës, pavarësisht nga frekuenca e kalimit.

Disavantazhi i LE ESL është konsumi i lartë i energjisë.

Elementet logjike DHE 2 L. LE DHE 2 L janë bërë në formën e një zinxhiri transistorësh me fuqi injeksioni. Një tipar dallues i transistorëve të tillë në krahasim me BT është prania e një elektrode shtesë - një injektor. Në këtë strukturë, mund të dallohen dy transistorë: furnizimi me rrymë horizontale dhe ndërrimi vertikal lidhur siç tregohet në Fig. 5.11, b. Roli i çelësit elektronik S zakonisht kryhet nga struktura e BT, e lidhur me OE dhe që funksionon në modalitetin e çelësit.

Oriz. 5.11. Diagrami skematik i një inverteri me fuqi injeksioni

Zhvendosja e kryqëzimit të injektorit në drejtimin përpara arrihet duke aplikuar një tension pozitiv të barabartë me 1 ... Nëse çelësi është i hapur (në këtë rast, voltazhi i hyrjes është i lartë), atëherë pothuajse e gjithë rryma e gjeneratorit hyn në bazën e tranzitorit VT2. Transistori është i hapur dhe i ngopur, dhe voltazhi i tij i daljes është njësi ose dhjetëra milivolt (duke supozuar se një ngarkesë është e lidhur me kolektorin). Me çelësin S të mbyllur, pothuajse e gjithë rryma e gjeneratorit të rrymës rrjedh përmes çelësit dhe vetëm një pjesë e vogël e tij hyn në bazën e tranzitorit VT2. Transistori është në modalitetin aktiv pranë zonës së ndërprerjes. Tensioni i kolektorit të tranzitorit në këtë mënyrë korrespondon me një nivel të lartë - afërsisht 0.8 V.

Kështu, një transistor me fuqi injeksioni mund të konsiderohet si një inverter ose LE që kryen një operacion NOT.

Në fig. 5.12 tregon qarkun LE OSE - JO për dy hyrje. Kur zerat logjike mbërrijnë në të dy hyrjet, transistorët VT1 dhe VT2 mbyllen dhe në dalje formohet një logjik 1. Nëse të paktën një nga hyrjet merr një logjik 1, atëherë transistori përkatës është i hapur dhe i ngopur, dhe një 0 logjik është vendosur në dalje, që është bashkimi i të gjithë mbledhësve.

Oriz. 5.12. Diagrami i thjeshtuar i LE 2OR - JO logjika e injektimit

Përparësitë e LE I 2 L janë shkalla e lartë e integrimit, shpejtësia e lartë, aftësia për të punuar me rryma shumë të ulëta (njësi nanoampere) dhe tensione të ulëta të furnizimit.

5.5. Elementet bazë logjike mbi strukturat MIS dhe SMIL. Elementi bazë i IC-ve logjike në transistorët MIS është një inverter (element NOT). Në fig. 5.13 tregon qarqet e inverterit në transistorët MIS me një kanal të tipit p me një (a) dhe dy (b) furnizim me energji elektrike.

Oriz. 5.13. Skemat e invertorëve në transistorët MIS (a, b) dhe grafikët e tensioneve hyrëse dhe dalëse (c)

Transistorët VT1 të të dy qarqeve kanë kanale më të ngushta dhe më të gjata në krahasim me transistorët VT2. Prandaj, nëse të dy transistorët VT1 dhe VT2 janë të hapur, atëherë
. Nese nje
, d.m.th.
, atëherë transistorët VT2 janë të hapur. Që në të njëjtën kohë
, atëherë tensioni i daljes është afër zeros (Fig. 5.13, c).

Nese nje
, d.m.th.
, atëherë transistorët VT2 janë të mbyllur, dhe transistorët VT1 janë në prag të bllokimit. ku
dhe dalja vendoset në një nivel të ulët negativ që korrespondon me logjikën 1.

Përfshirja në qarkun e portës së tranzitorit VT1 burimi i tensionit shtesë
rrit imunitetin ndaj zhurmës së LE.

Në fig. 5.14, a tregon një diagram të një LE OSE - JO me dy hyrje, të bërë në transistorë MIS plotësues. Transistorët VТЗ dhe VT4 të lidhur paralelisht me një kanal të tipit n janë transistorë kontrolli, dhe transistorët VT1 dhe VT2 me një kanal të tipit p janë transistorë ngarkese. Transistorët e kontrollit formojnë pjesën e poshtme, dhe tranzistorët e ngarkesës formojnë krahun e sipërm të ndarësit, nga i cili hiqet tensioni i daljes.

Oriz. 5.14. Skemat e elementeve logjikë OSE - JO (a) dhe DHE - JO (b) në transistorët KMDP

Nëse inputet dhe tension i nivelit të ulët:
, atëherë transistorët VТЗ dhe VT4 janë të mbyllura. Burimi i tranzistorit VT1 me një kanal të tipit p është i lidhur me plusin e burimit , pra tensioni i portës së saj
dhe tejkalon tensionin e pragut në vlerë absolute. Transistori VT1 është i hapur, rezistenca e kanalit të tij është e vogël dhe voltazhi i burimit të transistorit VT2 është afër tensionit
. Rrjedhimisht, transistori VT2 është gjithashtu i hapur, dhe rezistenca e krahut të sipërm është shumë më e vogël se rezistenca e krahut të poshtëm. Dalja është vendosur në një tension të nivelit të lartë afër tensionit të furnizimit me energji elektrike.

Nëse të paktën një hyrje ose furnizohet një tension i nivelit të lartë, pastaj hapet transistori përkatës i krahut të poshtëm dhe mbyllet krahu i sipërm. Dalja prodhon një tension të nivelit të ulët afër zeros.

Në elementët logjikë DHE - JO KMDP-TL (Fig. 5.14, b), transistorët MOS të kontrollit me një kanal të tipit n VTZ dhe VT4 janë të lidhur në seri, dhe ato të ngarkesës me kanale të tipit p janë të lidhur paralelisht. Rezistenca e krahut të poshtëm do të jetë e vogël nëse të dy transistorët VТЗ dhe VT4 janë të hapur, d.m.th. kur në hyrje dhe veprojnë tensionet që korrespondojnë me njësitë logjike. ku
dhe korrespondon me zero logjike. Nëse ka një tension të ulët në njërën nga hyrjet, atëherë një nga transistorët VT1 ose VT2 është i hapur dhe një nga transistorët VT3 ose VT4 është i mbyllur. Në këtë rast, rezistenca e krahut të sipërm është shumë më e vogël se rezistenca e krahut të poshtëm, dhe niveli i tensionit të daljes korrespondon me një njësi logjike.

Elementet logjike KMDP-TL karakterizohen nga konsumi i ulët i energjisë (dhjetëra nanovat), shpejtësia mjaftueshëm e lartë (deri në 10 MHz ose më shumë), imuniteti i lartë i zhurmës dhe faktori i përdorimit të tensionit të furnizimit me energji elektrike (
). Disavantazhi i tyre është kompleksiteti më i madh i prodhimit në krahasim me LE MDP-TL.

Blerje software në versionin e kutisë, si rregull, kërkon që përdoruesi të vizitojë dyqanin ose, së paku, të takohet me korrierin. Lehtësia e marrjes së licencave elektronike qëndron kryesisht në faktin se nuk keni nevojë të shkoni askund. Ju mund të blini një licencë në dyqanin online të shpërndarësit, dhe pas njëfarë kohe email të gjithë do të vijnë udhëzimet e nevojshme dhe vetë çelësi. Përparësitë e kësaj metode të shpërndarjes së produkteve softuerike janë të dukshme: një blerje mund të bëhet në çdo kohë të ditës ose natës, dhe porosia vendoset saktësisht në të njëjtën mënyrë si kur blini ndonjë produkt tjetër në një dyqan online.

Dallimi midis versioneve me kuti dhe elektronike

Kur blen një program në një kuti, përdoruesi merr një medium fizik me kompletin e shpërndarjes së produktit (zakonisht një CD ose ) dhe çelësat e aktivizimit - të shtypura ose në letër ose në një ngjitës të veçantë. Në rastin e blerjes së një çelësi elektronik, përdoruesi merr me postë një çelës të gjeneruar nga prodhuesi; mund të jetë ose një skedar me leje speciale ose kod i thjeshtë. Në këtë rast, paketa e shpërndarjes së produktit mund të shkarkohet thjesht nga Interneti: ose nga faqja e internetit e shitësit ose nga serveri i shpërndarësit dixhital. Zakonisht shitësi dërgon një lidhje shkarkimi në të njëjtin email si vetë çelësi. Është e vetëkuptueshme që programet e instaluara nga një shpërndarje në kuti ose të shkarkuar nga Interneti nuk janë aspak të ndryshme.

Licenca dhe rinovimi

Blerja e një çelësi elektronik anti-virus ose blerja e një versioni të programit në kuti do të thotë që bazat e të dhënave anti-virus të produktit mund të përditësohen gjatë gjithë afatit të licencës. Është shumë e lehtë të sigurohesh që ai i blerë është origjinal: nëse antivirusi, kompleti i shpërndarjes i të cilit është shkarkuar nga faqja e internetit e prodhuesit, pranon çelësin, gjithçka është në rregull.

Si rregull, licencat antivirus janë për një vit, pas së cilës përdoruesi do t'i kërkohet të blejë një rinovim licence. Procesi i blerjes është praktikisht i njëjtë me blerjen fillestare. Megjithatë, disa shitës mund t'ju kërkojnë të jepni një çelës licence të mëparshme për produktin. Gjithashtu shpesh është e mundur të blini një çelës elektronik të rinovimit të licencës edhe nëse softueri është blerë fillimisht "në një kuti".

Çmimi

Ky është ndoshta ndryshimi më domethënës midis çelësit elektronik dhe versionit të kutisë. Për shkak të faktit se versioni në kuti përmban një media fizike me një çantë shpërndarjeje dhe, shpesh, materiale shtesë (udhëzime, etj.), Çmimi i tij mund të jetë dukshëm më i lartë se kur blini një çelës elektronik. Kjo nuk është për t'u habitur: prodhuesi nuk duhet të shpenzojë para për shtypjen e kutive, disqeve dhe materialeve të shtypura, nuk ka nevojë të marrë me qira një depo, nuk ka nevojë të dërgojë mallra në Dyqane me pakicë. Është mjaft logjike që për të hequr qafe të gjitha këto shqetësime, ai është i gatshëm të sigurojë një zbritje të konsiderueshme.

(Software) dhe të dhëna nga kopjimi, përdorimi i paligjshëm dhe shpërndarja e paautorizuar.

Çelësat elektronikë moderne

Parimi i funksionimit të çelësave elektronikë. Çelësi është i bashkangjitur në një ndërfaqe të veçantë kompjuterike. Më tej, programi i mbrojtur i dërgon atij informacion përmes një drejtuesi të veçantë, i cili përpunohet në përputhje me një algoritëm të caktuar dhe kthehet përsëri. Nëse përgjigja kryesore është e saktë, atëherë programi vazhdon punën e tij. Përndryshe, ai mund të kryejë veprime të përcaktuara nga zhvilluesi, si kalimi në modalitetin demo, bllokimi i aksesit në funksione të caktuara.

Ka çelësa të veçantë që mund të licencojnë (kufizojnë numrin e kopjeve të programit që ekzekutohen në rrjet) një aplikacion të mbrojtur në rrjet. Në këtë rast, një çelës është i mjaftueshëm për të gjithë rrjetin lokal. Çelësi është i instaluar në çdo stacion pune ose server rrjeti. Aplikacionet e mbrojtura aksesojnë çelësin duke rrjet lokal. Avantazhi është se për të punuar me aplikacionin brenda rrjetit lokal, ata nuk kanë nevojë të mbajnë një dongle me vete.

Në tregu rus Linjat e mëposhtme të produkteve janë më të njohura (sipas rendit alfabetik): CodeMeter nga WIBU-SYSTEMS, Guardant nga Aktiv, HASP nga Aladdin, LOCK nga Astroma Ltd., Rockey nga Feitian, SenseLock nga Seculab, etj.

Histori

Mbrojtja e softuerit nga përdorimi i palicencuar rrit fitimin e zhvilluesit. Deri më sot, ka disa qasje për zgjidhjen e këtij problemi. Shumica dërrmuese e zhvilluesve të softuerit përdorin të ndryshme modulet e softuerit, të cilat kontrollojnë aksesin e përdoruesit duke përdorur çelësat e aktivizimit, numrat serial, etj. Një mbrojtje e tillë është një zgjidhje e lirë dhe nuk mund të pretendojë se është e besueshme. Interneti është i mbushur me programe që ju lejojnë të gjeneroni në mënyrë të paligjshme një çelës aktivizimi (gjeneruesit e çelësave) ose të bllokoni një kërkesë për një numër serial / çelës aktivizimi (arna, çarje). Gjithashtu, mos neglizhoni faktin që vetë përdoruesi ligjor mund të bëjë publik numrin e tij të serisë.

Këto mangësi të dukshme çuan në krijimin e mbrojtjes së softuerit harduerik në formën e një çelësi elektronik. Dihet se çelësat e parë elektronikë (d.m.th., pajisjet harduerike për mbrojtjen e softuerit nga kopjimi i paligjshëm) u shfaqën në fillim të viteve 1980, por është shumë e vështirë të vendosësh epërsinë në idenë dhe krijimin e drejtpërdrejtë të pajisjes, për arsye të dukshme.

Mbrojtja e softuerit me një çelës elektronik

Kompleti i zhvillimit të softuerit

Dongles klasifikohen si metoda të mbrojtjes së softuerit të bazuar në harduer, por dongles moderne shpesh përkufizohen si sisteme mjetesh harduerike-softuerike multiplatformë për mbrojtjen e softuerit. Fakti është se përveç vetë çelësit, kompanitë që lëshojnë çelësa elektronikë ofrojnë një SDK (Kit për Zhvillues Softuerësh - një komplet për zhvillimin e softuerit). SDK përfshin gjithçka që ju nevojitet për të filluar përdorimin e teknologjisë së paraqitur në vetvete produkte softuerike- mjete zhvillimi, dokumentacion i plotë teknik, mbështetje për sisteme të ndryshme operative, shembuj të detajuar, copa kodesh, mjete mbrojtëse automatike. SDK mund të përfshijë gjithashtu çelësa demo për ndërtimin e projekteve testuese.

Teknologjia e Mbrojtjes

Teknologjia e mbrojtjes kundër përdorimit të paautorizuar të softuerit bazohet në zbatimin e kërkesave nga një skedar i ekzekutueshëm ose një bibliotekë dinamike në një çelës me marrjen e mëvonshme dhe, nëse është e nevojshme, analizën e përgjigjes. Këtu janë disa pyetje tipike:

• kontrollimi i pranisë së një lidhjeje kryesore;
• leximi nga çelësi i të dhënave të nevojshme për programin si një parametër nisjeje (përdoret kryesisht vetëm kur kërkoni një çelës të përshtatshëm, por jo për mbrojtje);
• një kërkesë për të deshifruar të dhënat ose kodin e ekzekutueshëm të nevojshëm për funksionimin e programit, të koduar gjatë mbrojtjes së programit (lejon "krahasimin me standardin"; në rastin e kriptimit të kodit, ekzekutimi i kodit të padeshifruar çon në një gabim);
• një kërkesë për të deshifruar të dhënat e koduara më parë nga vetë programi (ju lejon të dërgoni kërkesa të ndryshme te çelësi çdo herë dhe, kështu, të mbroheni nga emulimi i bibliotekave API / vetë çelësi)
• verifikimi i integritetit të kodit të ekzekutueshëm duke krahasuar kontrollin aktual të tij me kontrollin origjinal të lexuar nga çelësi (për shembull, duke ekzekutuar nënshkrimin dixhital të kodit ose të dhëna të tjera të transmetuara nga algoritmi i çelësit dhe duke kontrolluar këtë nënshkrim dixhital brenda aplikacionit; meqenëse nënshkrimi dixhital është gjithmonë i ndryshëm - një veçori e algoritmit kriptografik - kjo gjithashtu ndihmon për të mbrojtur kundër emulimit API/çelës);
• një kërkesë për orën në kohë reale të integruar në dongle (nëse ka; mund të kryhet automatikisht kur koha e funksionimit të algoritmeve harduerike të dongle është e kufizuar nga kohëmatësi i tij i brendshëm);
• etj.

Vlen të përmendet se disa çelësa modernë (Guardant Code nga Aktiv Company, LOCK nga Astroma Ltd., Rockey6 Smart nga Feitian, Senselock nga Seculab) i lejojnë zhvilluesit të ruajë algoritmet e veta ose edhe pjesë të veçanta të kodit të aplikacionit (për shembull, algoritme specifike për zhvillues që marrin hyrje një numër të madh parametrash) dhe kryejnë ato në çelës në mikroprocesorin e tij. Përveç mbrojtjes së softuerit nga përdorimi i paligjshëm, kjo qasje ju lejon të mbroni algoritmin e përdorur në program nga studimi, klonimi dhe përdorimi në aplikimet e tij nga konkurrentët. Megjithatë, për një algoritëm të thjeshtë (dhe zhvilluesit shpesh bëjnë gabim duke zgjedhur një algoritëm mjaft kompleks për të ngarkuar), kriptanaliza mund të kryhet duke përdorur metodën e analizës së "kutisë së zezë".

Siç vijon nga sa më sipër, "zemra" e çelësit elektronik është algoritmi i konvertimit (kriptografik ose tjetër). Në dongle moderne, ai zbatohet në harduer - kjo praktikisht përjashton krijimin e një emulatori të plotë të çelësit, pasi çelësi i enkriptimit nuk transmetohet kurrë në daljen e dongle, gjë që përjashton mundësinë e përgjimit të tij.

Algoritmi i kriptimit mund të jetë sekret ose publik. Algoritmet sekrete zhvillohen nga prodhuesi i pajisjeve mbrojtëse, duke përfshirë individualisht për çdo klient. Disavantazhi kryesor i përdorimit të algoritmeve të tilla është pamundësia e vlerësimit të fuqisë kriptografike. Ishte e mundur të thuhej me siguri vetëm sa i besueshëm ishte algoritmi pas faktit: nëse ishte hakuar apo jo. Një algoritëm publik, ose "burim i hapur", ka fuqi kriptografike pakrahasueshme më të madhe. Algoritme të tilla nuk testohen nga njerëz të rastësishëm, por nga një numër ekspertësh që janë të specializuar në analizën e kriptografisë. Shembuj të algoritmeve të tilla janë GOST 28147-89 të përdorura gjerësisht, AES, RSA, Elgamal, etj.

Mbrojtje me mjete automatike

Për shumicën e familjeve të dongleve harduerike, janë zhvilluar mjete automatike (të përfshira në SDK) që ju lejojnë të mbroni programin "me disa klikime të miut". Në këtë rast, skedari i aplikacionit "mbështillet" në kodin e vetë zhvilluesit. Funksionaliteti i zbatuar nga ky kod ndryshon në varësi të prodhuesit, por më shpesh kodi kontrollon praninë e një çelësi, kontrollon politikën e licencës (të vendosur nga shitësi i softuerit), zbaton një mekanizëm për të mbrojtur skedarin e ekzekutueshëm nga korrigjimi dhe dekompilimi ( për shembull, kompresimi i skedarit të ekzekutueshëm), etj.

Gjëja e rëndësishme është që nuk keni nevojë për qasje në kodin burimor të aplikacionit për të përdorur mjetin e mbrojtjes automatike. Për shembull, kur lokalizohen produkte të huaja (kur nuk ka mundësi të ndërhyhet në kodin burimor të softuerit), një mekanizëm i tillë mbrojtës është i domosdoshëm, por ai nuk e lejon realizojnë dhe përdorin potencialin e plotë të çelësave elektronikë dhe zbatojnë mbrojtje fleksibël dhe individuale.

Zbatimi i sigurisë me funksionet API

Përveç përdorimit të mbrojtjes automatike, zhvilluesit të softuerit i jepet mundësia të zhvillojë në mënyrë të pavarur mbrojtjen duke integruar sistemin e mbrojtjes në aplikacion në nivelin e kodit burimor. Për ta bërë këtë, SDK përfshin biblioteka për gjuhë të ndryshme programimi që përmbajnë një përshkrim të funksionalitetit API për këtë çelës. API është një grup funksionesh të krijuara për të shkëmbyer të dhëna midis aplikacionit, drejtuesit të sistemit (dhe serverit në rastin e dongleve të rrjetit) dhe vetë dongle. Funksionet API ofrojnë ekzekutim operacione të ndryshme me një çelës: kërkoni, lexoni dhe shkruani memorie, enkriptoni dhe deshifroni të dhënat duke përdorur algoritme harduerike, licencimin e softuerit të rrjetit, etj.

Zbatimi i aftë i kësaj metode siguron një nivel të lartë sigurie aplikimi. Është mjaft e vështirë të neutralizosh mbrojtjen e integruar në aplikacion për shkak të veçantisë dhe "paqartësisë" në trupin e programit. Në vetvete, nevoja për të studiuar dhe modifikuar kodin e ekzekutueshëm të një aplikacioni të mbrojtur për të anashkaluar mbrojtjen është një pengesë serioze për ta thyer atë. Prandaj, detyra e zhvilluesit të sigurisë, para së gjithash, është të mbrojë kundër metodave të mundshme të hakerimit të automatizuar duke zbatuar mbrojtjen e tyre duke përdorur API-në e menaxhimit të çelësave.

Bypass sigurie

Nuk kishte asnjë informacion në lidhje me emulimin e plotë të dongles moderne Garant. Emulatorët ekzistues të tabelave zbatohen vetëm për aplikacione specifike. Mundësia e krijimit të tyre ishte për shkak të mospërdorimit (ose përdorimit analfabet) të funksionalitetit kryesor të çelësave elektronikë nga zhvilluesit e mbrojtjes.

Gjithashtu nuk ka asnjë informacion në lidhje me emulimin e plotë ose të paktën të pjesshëm të çelësave LOCK, ose për ndonjë mënyrë tjetër për të anashkaluar këtë mbrojtje.

Hakimi i një moduli softuerësh

Një sulmues shqyrton logjikën e vetë programit në mënyrë që, pasi të analizojë të gjithë kodin e aplikacionit, të izolojë bllokun e mbrojtjes dhe ta çaktivizojë atë. Thyerja e programeve bëhet duke korrigjuar (ose hapë), dekompilimin dhe hedhjen e memories kryesore. Këto metoda të analizimit të kodit të ekzekutueshëm të një programi përdoren më shpesh nga sulmuesit në kombinim.

Korrigjimi kryhet duke përdorur një program të veçantë - një korrigjues, i cili ju lejon të ekzekutoni çdo aplikacion hap pas hapi, duke emuluar mjedisin operativ për të. Një funksion i rëndësishëm i korrigjuesit është aftësia për të vendosur pikat e ndalimit (ose kushtet) ekzekutimi i kodit. Duke i përdorur ato, është më e lehtë për një sulmues të gjurmojë vendet në kod ku zbatohen akseset në çelës (për shembull, ekzekutimi ndalon në një mesazh si "Çelësi mungon! Kontrollo për praninë e çelësit në ndërfaqen USB" ).

Çmontimi- një mënyrë për të kthyer kodin e moduleve të ekzekutueshme në një gjuhë programimi të lexueshme nga njeriu - Assembler. Në këtë rast, sulmuesi merr një printim (listë) të asaj që aplikacioni po bën.

Dekompilimi- konvertimin e modulit të ekzekutueshëm të aplikacionit në një kod programi në një gjuhë të nivelit të lartë dhe marrjen e një paraqitjeje të aplikacionit që është afër kodit burimor. Mund të bëhet vetëm për disa gjuhë programimi (në veçanti, për aplikacionet .NET të krijuara në C# dhe të shpërndara në bytecode, një gjuhë e interpretuar relativisht e nivelit të lartë).

Thelbi i sulmit hale kujteseështë të lexoni përmbajtjen e RAM-it në momentin kur aplikacioni filloi të ekzekutohej normalisht. Si rezultat, sulmuesi merr kodin e punës (ose pjesën me interes për të) në "formë të pastër" (nëse, për shembull, kodi i aplikacionit ishte i koduar dhe deshifrohet vetëm pjesërisht gjatë ekzekutimit të një ose një seksioni tjetër). Gjëja kryesore për një sulmues është të zgjedhë momentin e duhur.

Vini re se ka shumë mënyra për të kundërshtuar korrigjimin dhe zhvilluesit e sigurisë i përdorin ato: kod jo-linear, (shumë fijesh), sekuencë ekzekutimi jo-përcaktuese, "pushime" të kodit (funksione të padobishme që kryejnë operacione komplekse për të ngatërruar një sulmues), duke përdorur papërsosmëritë e vetë korrigjuesve dhe të tjerëve

Në pajisjet me puls, çelësat e tranzistorit shpesh mund të gjenden. Çelësat e tranzistorit janë të pranishëm në flip-flops, çelësa, multivibratorë, oshilatorë bllokues dhe qarqe të tjera elektronike. Në secilin qark, çelësi i tranzitorit kryen funksionin e tij, dhe në varësi të mënyrës së funksionimit të tranzitorit, qarku kryesor në tërësi mund të ndryshojë, megjithatë, diagrami kryesor i qarkut të çelësit të tranzitorit është si më poshtë:

Ekzistojnë disa mënyra themelore të funksionimit të ndërprerësit të tranzistorit: modaliteti normal aktiv, mënyra e ngopjes, mënyra e ndërprerjes dhe mënyra aktive e anasjelltë. Edhe pse qarku i ndërprerësit të tranzitorit është në parim një qark amplifikator i tranzitorit me emetues të zakonshëm, ky qark ndryshon në funksion dhe mënyra nga një fazë tipike e amplifikatorit.

Në një aplikim kyç, transistori shërben si një ndërprerës me shpejtësi të lartë, dhe gjendjet kryesore statike janë dy: transistori është i mbyllur dhe transistori është i hapur. Gjendja e mbylljes - gjendja e hapur kur transistori është në modalitetin e ndërprerjes. Gjendja e mbyllur - gjendja e ngopjes së tranzistorit, ose një gjendje afër ngopjes, në këtë gjendje transistori është i hapur. Kur transistori kalon nga një gjendje në tjetrën, kjo është mënyra aktive, në të cilën proceset në kaskadë vazhdojnë në mënyrë jolineare.

Gjendjet statike përshkruhen sipas karakteristikave statike të tranzistorit. Ekzistojnë dy karakteristika: familja e daljes - varësia e rrymës së kolektorit nga tensioni kolektor-emiter dhe familja hyrëse - varësia e rrymës bazë nga tensioni i emetuesit bazë.

Modaliteti i ndërprerjes karakterizohet nga një zhvendosje e të dyjave p-n kryqëzimet tranzistor në drejtim të kundërt, dhe ka një ndërprerje të thellë dhe një ndërprerje të cekët. Ndërprerja e thellë është kur voltazhi i aplikuar në kryqëzime është 3-5 herë më i lartë se tensioni i pragut dhe ka polaritetin e kundërt të atij të punës. Në këtë gjendje, transistori është i hapur, dhe rrymat e elektrodave të tij janë jashtëzakonisht të vogla.

Me një ndërprerje të cekët, voltazhi i aplikuar në njërën prej elektrodave është më i ulët, dhe rrymat e elektrodës janë më të mëdha se me një ndërprerje të thellë, si rezultat, rrymat varen tashmë nga tensioni i aplikuar në përputhje me kurbën më të ulët nga karakteristika e daljes. familja, kjo kurbë quhet "karakteristika e ndërprerjes".

Për shembull, ne do të kryejmë një llogaritje të thjeshtuar për mënyrën kryesore të një tranzistor që do të funksionojë me një ngarkesë rezistente. Transistori do të jetë vetëm në një nga dy gjendjet kryesore për një kohë të gjatë: plotësisht i hapur (ngopje) ose plotësisht i mbyllur (prerje).

Le të jetë ngarkesa e tranzitorit dredha-dredha e stafetës SRD-12VDC-SL-C, rezistenca e spirales në një nominale 12 V do të jetë 400 ohms. Le të neglizhojmë natyrën induktive të mbështjelljes së stafetës, lërini zhvilluesit të sigurojnë një pengesë për t'u mbrojtur nga rritjet kalimtare, por ne do të llogarisim bazuar në faktin se stafeta do të ndizet një herë dhe për një kohë shumë të gjatë. Ne e gjejmë rrymën e kolektorit me formulën:

Ik \u003d (Upit-Ukenas) / Rн.

Ku: Ik - Rryma e kolektorit DC; Upit - tensioni i furnizimit (12 volt); Ukenas - tensioni i ngopjes së transistorit bipolar (0,5 volt); Rn - rezistenca e ngarkesës (400 Ohm).

Marrim Ik \u003d (12-0,5) / 400 \u003d 0,02875 A \u003d 28,7 mA.

Për të qenë të sigurt, le të marrim një tranzistor me një diferencë për rrymën kufizuese dhe për stresi përfundimtar. BD139 i përshtatshëm në paketimin SOT-32. Ky tranzistor ka parametrat Ikmax = 1.5 A, Ukemax = 80 V. Do të ketë një diferencë të mirë.

Për të siguruar një rrymë kolektori prej 28.7 mA, është e nevojshme të sigurohet një rrymë e përshtatshme bazë. Rryma bazë përcaktohet nga formula: Ib = Ik / h21e, ku h21e është koeficienti i transferimit të rrymës statike.

Multimetrat modernë ju lejojnë të matni këtë parametër, dhe në rastin tonë ishte 50. Pra, Ib \u003d 0,0287 / 50 \u003d 574 μA. Nëse vlera e koeficientit h21e është e panjohur, për besueshmëri, mund të merrni minimumin nga dokumentacioni për këtë transistor.

Për të përcaktuar vlerën e kërkuar të rezistencës bazë. Tensioni i ngopjes së emetuesit bazë është 1 volt. Pra, nëse kontrolli kryhet nga një sinjal nga dalja e një mikroqarku logjik, voltazhi i të cilit është 5 V, atëherë për të siguruar rrymën bazë të kërkuar prej 574 μA, me një rënie në kalimin prej 1 V, marrim :

R1 \u003d (Uin-Ubenas) / Ib \u003d (5-1) / 0,000574 \u003d 6968 Ohm

Le të zgjedhim një më të vogël (në mënyrë që të ketë saktësisht rrymë të mjaftueshme) nga seria standarde e një rezistori 6.8 kOhm.

POR, në mënyrë që transistori të kalojë më shpejt dhe që funksionimi të jetë i besueshëm, ne do të përdorim një rezistencë shtesë R2 midis bazës dhe emetuesit, dhe njëfarë fuqie do të bjerë mbi të, që do të thotë se është e nevojshme të ulni rezistencën e rezistenca R1. Le të marrim R2 = 6.8 kOhm dhe të rregullojmë vlerën e R1:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib + I (përmes rezistencës R2) = (Uin-Ubenas) / (Ib + Ubenas / R2)

R1 \u003d (5-1) / (0,000574 + 1/6800) \u003d 5547 ohmë.

Le të jetë R1 = 5,1 kOhm, dhe R2 = 6,8 kOhm.

Le të llogarisim humbjet në çelës: P \u003d Ik * Ukenas \u003d 0,0287 * 0,5 \u003d 0,014 W. Transistori nuk ka nevojë për ngrohje.