Kirish.

O'quv savollari (asosiy qism):

1. Umumiy ma'lumot elektron kalitlar haqida.

2. Diyot kalitlari.

3. Transistor kalitlari

Xulosa

Adabiyot:

L.15 Bystrov Yu.A., Mironenko I.V. Elektron sxemalar va qurilmalar, -M: Oliy maktab. 1989 yil - 287s. Bilan. 138-152,

L.19 Brammer Yu.A., Pashchuk A.V. Pulse va raqamli qurilmalar. - M.: Oliy maktab, 1999, 351 b. Bilan. 68-81

L21. F. Opadchi, O.P. Gludkin, A.I. Gurov "Analog va raqamli elektronika", M. - Hotline - Telecom, 2000 p. 370-414

O'quv va moddiy yordam:

Ma'ruza matni Kirish

Ma'lumki, impulsli qurilmalarning ishlashini ta'minlash va impulsli tebranishlarni olish uchun chiziqli bo'lmagan elementni (yopiq, ochiq) almashtirish kerak.

Chiziqli bo'lmagan elementning bunday ishlash tartibi kalit deb ataladi va ushbu chiziqli bo'lmagan elementni o'z ichiga olgan qurilma elektron kalit deb ataladi.

1. Elektron kalitlar haqida umumiy ma'lumot.

Elektron kalit boshqaruv signallari ta'sirida elektr zanjirlarini o'zgartiradigan qurilma deb ataladi kontaktsiz usul.

Elektron kalitlarni tayinlash.

Ta'rifning o'zi passiv va faol elementlarni, quvvat manbalarini va hokazolarni "yoqish - o'chirish", "yopish - ochish" maqsadini o'z ichiga oladi.

Elektron kalitlarning tasnifi.

Elektron kalitlar quyidagi asosiy xususiyatlarga ko'ra tasniflanadi:

Kommutatsiya elementi turi bo'yicha:

• tranzistor;

  trinistor, dinistor;

  elektrovakuum;

  gaz bilan to'ldirilgan (tiratron, tigatron);

  optokupller.

Kommutatsiya elementini yukga nisbatan yoqish usuli bo'yicha.

seriyali kalitlar;

Guruch. bitta

parallel tugmalar.

Guruch. 2

Boshqaruv yo'li bilan.

tashqi boshqaruv signali bilan (o'chirilgan signalga nisbatan tashqi);

tashqi boshqaruv signalisiz (o'zgartirilgan signalning o'zi nazorat signalidir).

Kommutatsiya qilingan signal turi bo'yicha.

kuchlanish tugmachalari;

joriy kalitlar.

Kirish va chiqishning tabiati bo'yicha kuchlanish pasayadi.

takrorlash;

Guruch. 3

inverting.

Guruch. to'rtta

Elektron kalitning ochiq holatda holati bo'yicha.

to'yingan (elektron kalit to'yingangacha ochiq);

to'yinmagan (elektron kalit ochiq rejimda).

Kirishlar soni bo'yicha.

bitta kirish;

Guruch. 5

ko'p kirish.

Guruch. 6

Elektron kalitlar qurilmasi.

Elektron kalit odatda quyidagi asosiy elementlarni o'z ichiga oladi:

to'g'ridan-to'g'ri chiziqli bo'lmagan element (almashtirish elementi);

Elektron kalitning ishlash printsipi.

Guruch. 7

Keling, ideal kalit misolidan foydalanib, ishlash printsipini ko'rib chiqaylik.

Rasmda:

1. U in - kuchlanish, ish boshqaruvchisi kalit;

   R - quvvat pallasida qarshilik;

   E - ta'minot kuchlanishi (o'zgaruvchan kuchlanish).

Yoqilgan holatda (SA kaliti yopiq), chiqish kuchlanishi U =0 chiqadi (yopiq ideal kalitning R qarshiligi nolga teng).

O'chirilgan holatda (SA kaliti ochiq), U o = E chiqishidagi kuchlanish (ochiq ideal kalitning R qarshiligi cheksizlikka teng).

Bunday ideal kalit kontaktlarning zanglashiga olib to'liq ochilishi va yopilishini ta'minlaydi, shuning uchun chiqishdagi kuchlanishning pasayishi E ga teng bo'ladi.

Biroq, haqiqiy elektron kalit idealdan uzoqda.

Guruch. sakkiz

Yopiq holatda -R o'rinbosarda, ochiq holatda esa bir vaqtning o'zida R o'chirilganda cheklangan qarshilikka ega. Bular. R yoqilgan qulf >0, R o'chirilgan<. Следовательно, в замкнутом состоянии U вых =U ост >0 (voltajning qolgan qismi kalitga tushadi).

Ochiq holatda U tashqarida

Shunday qilib, elektron kalit ishlashi uchun R shartini bajarish kerak birdaniga o'chiring >> R shu jumladan deputat .

Elektron kalitlarning asosiy xususiyatlari.

uzatish xususiyati.

Bu chiqish kuchlanishining U chiqishining kirish U kirishiga bog'liqligi: U tashqarisi \u003d f (U in).

Agar tashqi boshqaruv signali bo'lmasa, u holda U o =f(E).

Bunday xususiyatlar elektron kalitning idealga qanchalik yaqin ekanligini ko'rsatadi.

Elektron kalitning tezligi - elektron kalitni almashtirish vaqti.

Ochiq qarshilik R bir vaqtning o'zida o'chiriladi va o'rinbosarda R yopiq qarshilik.

Qoldiq kuchlanish U dam.

Chegara kuchlanishi, ya'ni. elektron kalitning qarshiligi keskin o'zgarganda kuchlanish.

Sezuvchanlik - signalning minimal pasayishi, bu elektron kalitning uzluksiz almashinuviga olib keladi.

Shovqinga qarshi immunitet - elektron kalitning shovqin impulslarining ta'siriga sezgirligi.

Ochiq holatda elektron kalitda kuchlanish pasayishi.

Yopiq holatda qochqin oqimi.

Elektron kalitlarni qo'llash.

Elektron kalitlardan foydalaniladi:

Puls shakllanishining eng oddiy sxemalarida.

Mantiqiy elementlarning asosiy turlarini va asosiy impuls qurilmalarini qurish.

Shunday qilib, elektron kalitlar kontaktsiz tarzda kommutatsiyani amalga oshiradigan qurilmalardir.

Umumiy ma'lumot. Elektron kalit ikkita barqaror holatdan birida bo'lishi mumkin bo'lgan qurilma: yopiq yoki ochiq. Ideal elektron kalitda bir holatdan ikkinchi holatga o'tish nazorat kuchlanishi yoki oqim ta'sirida to'satdan sodir bo'ladi.

Zamonaviy elektron texnologiyada tranzistorli kalitlar eng ko'p qo'llaniladi.

Bipolyar tranzistorlar kalitlari. Eng oddiy tranzistorli kalit sxemasi (5.2-rasm, a) tranzistor kuchaytirgich sxemasiga o'xshaydi, lekin u tranzistorning ishlash rejimida farqlanadi. Kalit rejimida ishlaganda tranzistorning ish nuqtasi faqat ikkita holatda bo'lishi mumkin: ichida kesish joylari(tranzistor yopiq) va ichida to'yingan hududlar(tranzistor ochiq va to'yingan). Bunday kalitlar deyiladi boy tranzistor kalitlari. Ba'zida tranzistor ochiq bo'lgan ish nuqtasi faol mintaqada bo'lgan kalitlar ishlatiladi (odatda to'yinganlik mintaqasi yaqinida, lekin unga etib bormaydi). Bunday kalitlar deyiladi to'yinmagan. Transistorli to'yingan kalitlar ko'proq qo'llaniladi, chunki ularning "On" holatida chiqish kuchlanishi pastroq darajaga ega va barqarorroq.

Guruch. 5.2. Kalit yopiq holatdan (A nuqtasi) ochiq holatga (B nuqtasi) o'tganda rejim o'zgarishini ko'rsatadigan tranzistorli o'zgartirish sxemalari (a) va xarakteristikalar (b)

Chiqib ketish rejimini ta'minlash uchun kalit kirishiga salbiy kuchlanish qo'llanilishi kerak
(yoki p-n-p tranzistor uchun ijobiy).

Transistorni ishonchli qulflash uchun salbiy kuchlanishning mutlaq qiymati
chegara kuchlanishining kamida bir necha qiymati bo'lishi kerak
, va kesish rejimini ta'minlash sharti shaklga ega

Transistorni to'yinganlik rejimiga o'tkazish uchun kalitning kirishiga bunday ijobiy kuchlanishni qo'llash kerak , bunda asosiy zanjirda oqim hosil bo'ladi

qayerda
- faol rejim va to'yinganlik rejimi o'rtasidagi chegaradagi asosiy oqim (5.2-rasmdagi B nuqtasi, b).

To'yinganlik holatida kollektor oqimi

.

Doygunlik holatida kollektor kuchlanishi
emitentga nisbatan ijobiy bo'lib qoladi, lekin juda kichik qiymatga ega (germaniy tranzistorlar uchun voltning o'ndan bir qismi va silikon uchun 1 ... 1,5 V). Shunday qilib, EAF kollektoridagi kuchlanish salbiy bo'lib chiqadi:

va u oldinga yo'nalishda yoqiladi.

Elektron kalitning ishlashi yoqish va o'chirish vaqtiga bog'liq.

Yoqish vaqti BT bazasida ozchilik zaryad tashuvchilarning diffuziya harakatining inertsiyasiga bog'liq kechikish vaqti va chiqish kuchlanishining oldingi shakllanish vaqti (o'rnatish vaqti) bilan belgilanadi. O'chirish vaqti - bazada to'plangan kichik zaryad tashuvchilarning rezorbsiya vaqti va chiqish kuchlanishining kesishish hosil bo'lish vaqti yig'indisi.

Transistorli kalitning tezligini oshirishga yuqori chastotali tranzistorlardan foydalanish, qulfni ochish va teskari tayanch oqimlarining ko'payishi, shuningdek, to'yinganlik rejimida asosiy oqimning pasayishi yordam beradi.

To'yinganlik rejimida asosiy oqimni kamaytirish uchun to'yinmagan kalitlar qo'llaniladi, ularda baza va kollektor o'rtasida Schottky diodi ulanadi (5.3-rasm). Schottky diodi kollektor birikmasining to'yingan kuchlanishidan 0,1 ... 0,2 V kamroq tetik kuchlanishiga ega, shuning uchun u to'yinganlik paydo bo'lishidan oldin ochiladi va asosiy oqimning bir qismi ochiq diyot orqali tranzistorning kollektor pallasiga o'tadi, bu bilan ozchilik tashuvchilarning mas'ul bazasida to'planishining oldini oladi. IClarda Schottky diodli to'yinmagan kalitlar keng qo'llaniladi. Buning sababi, integratsiyalashgan texnologiyadan foydalangan holda tranzistorli strukturaga asoslangan Schottky diodlarini ishlab chiqarish qo'shimcha operatsiyalarni talab qilmaydi va kalit elementlari egallagan kristall maydonini oshirmaydi.

Guruch. 5.3. Schottky diodli kalitning sxemasi

MIS tranzistorlar kalitlari. Dala effektli tranzistorlardagi kalitlarda (5.4-rasm) ozchilik tashuvchilarning to'planishi va rezorbsiyasi kabi kamchilik yo'q, shuning uchun o'tish vaqti elektrodlararo sig'imlarni zaryadlash va qayta zaryadlash bilan belgilanadi. Rezistorning roli dala effektli tranzistorlarni bajarishi mumkin. Bu dala effektli tranzistorlar asosida o'rnatilgan kalitlarni ishlab chiqarish texnologiyasini sezilarli darajada osonlashtiradi.

Guruch. 5.4. P-n-gate (a) va MIS-turi (b) bilan FETdagi elektron kalitlarning sxemalari.

Induktsiyalangan kanalga ega MIS tranzistorlaridagi kalitlarda (5.5-rasm), rezistorning roli VT1 tranzistorlari ishlaydi va faol elementning roli VT2 tranzistorlaridir. VT2 tranzistorlari p-tipli kanalga ega, VT1 tranzistorlari esa n-tipli kanalga ega (5.5-rasm, a) yoki n-turi (5.5-rasm, b). Ularning uzatish xususiyatlari shaklda ko'rsatilgan. 5.6, a va 5.6, b mos ravishda. Tugmalarning ishlashini tushuntiruvchi kuchlanish grafiklari rasmda ko'rsatilgan. 5.7.

Guruch. 5.5. Bir xil (a) va qarama-qarshi (b) turdagi elektr o'tkazuvchanlik kanallari bo'lgan MIS tranzistorlari asosidagi elektron kalitlarning sxemalari

Guruch. 5.6. Har xil turdagi elektr o'tkazuvchanligining induksiyalangan kanallari bilan MIS tranzistorlarining uzatish xususiyatlari

Guruch. 5.7. MIS tranzistorlaridagi elektron kalitlarning kirish (a) va chiqish (b) kuchlanishidagi o'zgarishlar grafiklari

Kirish uchun musbat kuchlanish qo'llanilganda p-tipli kanalga ega bo'lgan VT2 tranzistorlari yopiq. Birinchi kalitning VT1 tranzistori (5.5-rasm, a) uning eshigiga qo'llaniladigan salbiy kuchlanish kuchlanishi tufayli ochiq.
. N-tipli kanalga ega bo'lgan ikkinchi kalitning VT1 tranzistori (5.5-rasm, b) ham ochiq bo'lib chiqadi, chunki uning eshigi musbat kuchlanishli kirishga ulangan.
. Ochiq tranzistorlar VT1 qarshiligi yopiq tranzistorlar VT2 qarshiligi bilan solishtirganda kichik va
.

Kalitlarning kirishida salbiy kuchlanish olinganda
tranzistorlar VT2 ochiladi va tranzistorlar VT1 yopiladi. Deyarli barcha stresslar tranzistor VT1 kanalining yuqori qarshiligiga tushadi va
.

5.4. Bipolyar tuzilmalar bo'yicha asosiy mantiqiy elementlar. LE ni qurishda ishlatiladigan komponentlarga va bitta LE ichidagi komponentlarni ulash usuliga qarab, LE ning quyidagi turlari yoki mantiqiy turlari ajratiladi:

diod-tranzistorli mantiq (DTL);

tranzistor-tranzistorli mantiq (TTL);

emitent bilan bog'langan mantiq (ECL);

in'ektsiya bilan birlashtirilgan mantiq (I 2 L, IIL);

MOS-tranzistorlarda (KMDP) mantiqiy elementlar.

LE ning boshqa turlari ham mavjud. Ulardan ba'zilari eskirgan va hozirda foydalanilmayapti, boshqalari esa ishlab chiqilmoqda.

TTL mantiqiy elementlari. Transistor-tranzistor bunday mantiqiy elementlar deb ataladi, ularning kirish pallasida ko'p emitterli tranzistor (MET) ishlatiladi. Qurilish va ishlash printsipiga ko'ra, TTL sxemalari DTL sxemalariga yaqin. MET ning emitent birikmalari kirish diodlari rolini o'ynaydi va kollektor birikmasi egilish diodi sifatida ishlaydi. TTL elementlari DTL elementlariga qaraganda ixchamroq bo'lib, bu TTL chiplarining integratsiya darajasini oshiradi. DTL mikrosxemalar bilan solishtirganda TTL asosidagi integral sxemalar yuqori tezlik, shovqinga chidamlilik va ishonchlilik, katta yuk ko'tarish qobiliyati va kam quvvat sarfiga ega.

Shaklda. 5.8, a oddiy inverterli 3I - NE LE TTL sxemasini ko'rsatadi. Agar kuchlanish barcha MET kirishlariga qo'llanilsa
1-darajaga to'g'ri keladigan bo'lsa, u holda METVT1 ning barcha emitent birikmalari teskari yo'nalishli, kollektor birikmalari esa oldinga yo'naltirilgan. MET kollektor oqimi tranzistor VT2 bazasidan oqib o'tadi, u ochiladi va to'yinganlik rejimiga o'tadi. LE chiqishida past darajadagi kuchlanish o'rnatiladi
.

Agar kamida bitta MET kirishi quvvatlansa
0 darajasiga to'g'ri keladi, keyin mos keladigan MET emitent birikmasi oldinga yo'nalishda siljiydi. Ushbu o'tishning emitent oqimi R1 rezistori orqali oqadi, buning natijasida METning kollektor oqimi pasayadi va tranzistor VT2 yopiladi. LE chiqishida kuchlanish o'rnatiladi yuqori daraja
.

LE tezligini oshirish uchun unga chiziqli bo'lmagan teskari aloqa kiritiladi, Schottky diodasi yordamida amalga oshiriladi (5.10-rasm, a diodasi VD). Integratsiyalashgan tranzistorli VT2 bo'lgan Schottky diyot VD, ba'zan Schottky tranzistori deb ataladigan yagona tuzilmani tashkil qiladi.

Guruch. 5.8. Oddiy (a) va murakkab (b) inverterli mantiqiy VA - TTL EMAS sxemalari

Shaklda. 5.8, b murakkab inverterli EMAS TTL - 2I mantiqiy elementining diagrammasini ko'rsatadi. Bunday inverterning ishlashi avvalroq muhokama qilingan.

Murakkab invertorning o'ziga xos xususiyati VT2, VTZ va VT4 tranzistorlarini almashtirish jarayonining inertsiyasidir. Shuning uchun murakkab invertorning ishlashi oddiydan ko'ra yomonroqdir. Murakkab invertorning tezligini oshirish uchun unga VT4 emitent birikmasiga parallel ravishda ulangan qo'shimcha tranzistor kiritiladi.

Hozirgi vaqtda TTL elementlari bilan mikrosxemalarning bir nechta navlari ishlab chiqarilmoqda: standart (seriya 133; K155), yuqori tezlikli (seriya 130; K131), mikro quvvat (seriya 134), Schottky diodli (seriya 530; K531) va mikroenergetika bilan. Schottky diodlari (seriya K555). Ular ishlab chiqarishning yuqori foiziga ega, arzon narxga ega, keng funktsional to'plamga ega va amaliy foydalanish uchun qulaydir.

ESL mantiqiy elementlari. Emitent bilan bog'langan mantiqning element bazasi joriy kalitlarga asoslangan qurilmalardir.

Eng oddiy oqim o'tkazgich sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 5.9, a.

Guruch. 5.9. Joriy kalitning soddalashtirilgan diagrammasi (a) va kuchlanish grafiklari (b) uning ishlashini tushuntiradi

VT1 va VT2 tranzistorlarining umumiy oqimi tranzistorlarning emitent pallasiga kiritilgan oqim generatori tomonidan o'rnatiladi. Agar kirish (asosiy VT1) past darajadagi kuchlanishni qabul qilsa
(mantiqiy 0), keyin tranzistor VT1 yopiq va barcha oqim tranzistor VT2 orqali oqadi, uning bazasi mos yozuvlar kuchlanishi bilan ta'minlanadi
, VT1 tayanch kuchlanishining pastki darajasidan oshib ketish.

Yopiq tranzistor VT1 kollektorida yuqori darajadagi kuchlanish (mantiq 1) hosil bo'ladi va shaklda ko'rsatilganidek, VT2 ochiq tranzistorining kollektorida past darajadagi kuchlanish (mantiqiy 0) hosil bo'ladi. 5.9, b. Agar a
, keyin tranzistor VT1 ochiladi. Chunki
, keyin tranzistor VT2 yopiladi va barcha oqim tranzistor VT1 orqali oqadi. VT1 kollektorida past darajadagi kuchlanish, VT2 kollektorida esa yuqori daraja hosil bo'ladi.

Joriy generatorning parametrlari shundayki, VT1 va VT2 tranzistorlari to'yinganlik rejimiga o'tmaydi. Bu ESL elementlarining yuqori ishlashiga erishadi.

ESL ning asosiy mantiqiy elementining sxematik diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 5.10. Ushbu LE bir vaqtning o'zida ikkita mantiqiy amalni bajaradi: YOKI - 1-chiqishda EMAS va 2-chiqishda OR.

Guruch. 5.10. ESL ning asosiy mantiqiy elementining diagrammasi

VT1, VT2 va VTZ tranzistorlarida OR - EMAS (VT2 kollektorida) va OR (VTZ kollektorida) mantiqiy funktsiyalarini ta'minlaydigan oqim kaliti amalga oshiriladi. VT1, VT2 va VTZ tranzistorlarining birlashgan emitent pallasiga kiritilgan oqim generatori sifatida yuqori qarshilikli R5 rezistori ishlatiladi. Yo'naltiruvchi kuchlanish manbai VT4 tranzistorida va VD1 va VD2 diodlarida amalga oshiriladi. VTZ tranzistorining bazasiga darajasi taxminan 0 va 1 ga mos keladigan darajalar o'rtasida bo'lgan mos yozuvlar kuchlanishi qo'llaniladi, shuning uchun yuqori darajadagi kuchlanish (mantiq 1) qo'llanilsa, VTZ tranzistori yopiladi. kirishlarning kamida bittasiga va agar barcha kirishlar past darajadagi kuchlanishga ega bo'lsa, oching (mantiqiy 0). VT2 va VTZ kollektorlaridan mantiqiy ma'lumotlar VT5 va VT6 tranzistorlarida ishlab chiqarilgan chiqish emitent izdoshlarining bazalariga etkazib beriladi. Emitent izdoshlari LE ning yuk hajmini oshirish va kirish va chiqish nuqtai nazaridan ushbu seriyaning LE mosligi uchun chiqish kuchlanish darajalarini o'zgartirishga xizmat qiladi.

LE ESL vakillari 500-seriyali integral mikrosxemalardir.

LE ESL ning afzalligi - ularni ishlab chiqarishning yaxshi o'rnatilgan texnologiyasi bo'lib, u mos mikrosxemalar hosilining ancha yuqori foizini va ularning nisbatan arzonligini ta'minlaydi. ESL elementlari LE TTL bilan solishtirganda yuqori tezlikka ega. Shu sababli, ular yuqori tezlikda va yuqori unumli hisoblashda keng qo'llaniladi. LE ESL ning differentsial kaskadlari yuqori shovqin immunitetini, quvvat manbalarining harorati va kuchlanishining o'zgarishi bilan dinamik parametrlarning barqarorligini, kommutatsiya chastotasidan mustaqil ravishda doimiy oqim iste'molini ta'minlaydi.

LE ESL ning kamchiliklari yuqori quvvat sarfidir.

Mantiqiy elementlar VA 2 L. LE VA 2 L inyeksiya bilan ishlaydigan tranzistorlar zanjiri shaklida ishlab chiqariladi. BT bilan taqqoslaganda bunday tranzistorlarning o'ziga xos xususiyati qo'shimcha elektrod - injektorning mavjudligi. Ushbu tuzilishda ikkita tranzistorni ajratish mumkin: gorizontal oqim manbai va vertikal almashtirish rasmda ko'rsatilganidek ulangan. 5.11, b. Elektron kalit S ning rolini odatda OE bilan bog'langan va kalit rejimida ishlaydigan BT tuzilishi bajaradi.

Guruch. 5.11. Inyeksion quvvatli invertorning sxematik diagrammasi

Injektor birikmasining oldinga yo'nalishda siljishi 1 ... ga teng musbat kuchlanishni qo'llash orqali erishiladi. Agar kalit ochiq bo'lsa (bu holda, kirish kuchlanishi yuqori), keyin deyarli barcha generator oqimi tranzistor VT2 bazasiga kiradi. Transistor ochiq va to'yingan bo'lib, uning chiqish kuchlanishi birlik yoki o'nlab millivolt (yuk kollektorga ulangan bo'lsa). S kaliti yopiq holda, oqim generatorining deyarli butun oqimi kalit orqali o'tadi va uning faqat kichik bir qismi tranzistor VT2 bazasiga kiradi. Transistor uzilish hududi yaqinida faol rejimda. Ushbu rejimda tranzistorning kollektor kuchlanishi yuqori darajaga to'g'ri keladi - taxminan 0,8 V.

Shunday qilib, inyeksiya bilan ishlaydigan tranzistorni EMAS operatsiyasini bajaradigan inverter yoki LE deb hisoblash mumkin.

Shaklda. 5.12 ikkita kirish uchun LE OR - EMAS sxemasini ko'rsatadi. Har ikkala kirishda mantiqiy nollar kelganda, VT1 va VT2 tranzistorlari yopiladi va chiqishda mantiqiy 1 hosil bo'ladi.Agar kirishlardan kamida bittasi mantiqiy 1 ni qabul qilsa, unda mos keladigan tranzistor ochiq va to'yingan va chiqish, bu barcha kollektorlar birligi mantiqiy 0 ga o'rnatiladi.

Guruch. 5.12. LE 2OR - EMAS inyeksiya mantig'ining soddalashtirilgan diagrammasi

LE va 2 L ning afzalliklari yuqori daraja integratsiya, yuqori tezlik, juda past oqimlarda (nanoamper birliklari) va past ta'minot kuchlanishlarida ishlash qobiliyati.

5.5. MIS va CMIS tuzilmalari bo'yicha asosiy mantiqiy elementlar. MIS tranzistorlaridagi mantiqiy IClarning asosiy elementi inverter (EMAS element). Shaklda. 5.13 bir (a) va ikkita (b) quvvat manbalari bilan p-tipli kanalga ega MIS tranzistorlaridagi inverter davrlarini ko'rsatadi.

Guruch. 5.13. MIS tranzistorlaridagi invertorlarning sxemalari (a, b) va kirish va chiqish kuchlanishlarining grafiklari (c)

Ikkala sxemaning VT1 tranzistorlari VT2 tranzistorlariga nisbatan torroq va uzunroq kanallarga ega. Shuning uchun, agar ikkala tranzistor VT1 va VT2 ochiq bo'lsa, u holda
. Agar a
, ya'ni.
, keyin VT2 tranzistorlari ochiq. Bir vaqtning o'zida
, keyin chiqish kuchlanishi nolga yaqin (5.13-rasm, v).

Agar a
, ya'ni.
, keyin VT2 tranzistorlari yopiladi va VT1 tranzistorlari blokirovka qilish arafasida. Qayerda
va chiqish mantiq 1 ga mos keladigan past salbiy darajaga o'rnatiladi.

Tranzistor VT1 qo'shimcha kuchlanish manbasining eshik pallasiga kiritilishi
LE ning shovqin immunitetini oshiradi.

Shaklda. 5.14, a qo'shimcha MIS tranzistorlarida yaratilgan ikkita kirishli LE OR - EMAS diagrammasini ko'rsatadi. N-tipli kanalga parallel ravishda ulangan VTZ va VT4 tranzistorlari boshqaruv tranzistorlari, p-tipli kanalli VT1 va VT2 tranzistorlari esa yuk tranzistorlari hisoblanadi. Tekshirish tranzistorlari pastki qismini tashkil qiladi va yuk tranzistorlari ajratuvchining yuqori qo'lini hosil qiladi, undan chiqish kuchlanishi chiqariladi.

Guruch. 5.14. KMDP tranzistorlarida OR - EMAS (a) va VA - EMAS (b) mantiqiy elementlarning sxemalari

Agar kirishlar va past darajadagi kuchlanish:
, keyin VTZ va VT4 tranzistorlari yopiladi. P-tipli kanalga ega VT1 tranzistorining manbai manbaning plyusiga ulangan , shuning uchun uning eshik kuchlanishi
va mutlaq qiymatdagi chegara kuchlanishidan oshadi. Transistor VT1 ochiq, uning kanalining qarshiligi kichik va VT2 tranzistorining manba kuchlanishi kuchlanishga yaqin.
. Binobarin, tranzistor VT2 ham ochiq va yuqori qo'lning qarshiligi pastki qo'lning qarshiligidan ancha past. Chiqish quvvat manbai kuchlanishiga yaqin yuqori darajadagi kuchlanishga o'rnatiladi.

Agar kamida bitta kirish bo'lsa yoki yuqori darajadagi kuchlanish beriladi, keyin pastki qo'lning mos keladigan tranzistori ochiladi va yuqori qo'l yopiladi. Chiqish nolga yaqin past darajadagi kuchlanish hosil qiladi.

Mantiqiy elementlarda VA - KMDP-TL EMAS (5.14-rasm, b) n-tipli kanal VTZ va VT4 bo'lgan boshqaruv MOS tranzistorlari ketma-ket ulanadi va p-tipli kanallar bilan yuklanganlar parallel ravishda ulanadi. Pastki qo'lning qarshiligi ikkala tranzistor VTZ va VT4 ochiq bo'lsa, kichik bo'ladi, ya'ni. kirishlarda va mantiqiy birliklarga mos keladigan kuchlanishlar harakat qiladi. Qayerda
va mantiqiy nolga mos keladi. Agar kirishlardan birida past kuchlanish mavjud bo'lsa, u holda VT1 yoki VT2 tranzistorlaridan biri ochiq va VT3 yoki VT4 tranzistorlaridan biri yopiq. Bunday holda, yuqori qo'lning qarshiligi pastki qo'lning qarshiligidan ancha past bo'ladi va chiqish kuchlanish darajasi mantiqiy birlikka mos keladi.

KMDP-TL mantiqiy elementlari kam quvvat iste'moli (o'nlab nanovatt), etarlicha yuqori tezlik (10 MGts yoki undan ko'p), yuqori shovqin immuniteti va quvvat manbai kuchlanishidan foydalanish koeffitsienti bilan tavsiflanadi.
). Ularning kamchiliklari - LE MDP-TL bilan solishtirganda ishlab chiqarishning katta murakkabligi.

Sotib olish dasturiy ta'minot qutidagi versiyada, qoida tariqasida, foydalanuvchi do'konga tashrif buyurishni yoki hech bo'lmaganda kurer bilan uchrashishni talab qiladi. Elektron litsenziyalarni olishning qulayligi, birinchi navbatda, hech qaerga borish shart emasligidadir. Distribyutorning onlayn-do'konida litsenziyani sotib olishingiz mumkin, va bir muncha vaqt o'tgach elektron pochta hamma keladi zarur ko'rsatmalar va kalitning o'zi. Dasturiy ta'minot mahsulotlarini tarqatishning ushbu usulining afzalliklari aniq: xaridni kecha yoki kunduzning istalgan vaqtida amalga oshirish mumkin va buyurtma onlayn-do'konda boshqa har qanday mahsulotni sotib olish bilan bir xil tarzda amalga oshiriladi.

Qutidagi versiyalar va elektron o'rtasidagi farq

Bir qutidagi dasturni sotib olayotganda, foydalanuvchi mahsulotni tarqatish to'plami (odatda CD yoki ) va faollashtirish kalitlari - qog'ozda yoki maxsus stikerda chop etilgan jismoniy vositani oladi. Elektron kalitni sotib olgan taqdirda, foydalanuvchi pochta orqali ishlab chiqaruvchi tomonidan yaratilgan kalitni oladi; bu maxsus ruxsatga ega fayl yoki oddiy kod bo'lishi mumkin. Bunday holda, mahsulotni tarqatish paketini oddiygina Internetdan yuklab olish mumkin: sotuvchining veb-saytidan yoki raqamli distribyutor serveridan. Odatda sotuvchi kalitning o'zi bilan bir xil elektron pochta orqali yuklab olish havolasini yuboradi. O'z-o'zidan ma'lumki, qutili tarqatishdan o'rnatilgan yoki Internetdan yuklab olingan dasturlar umuman farq qilmaydi.

Litsenziya va yangilash

Virusga qarshi elektron kalitni sotib olish yoki dasturning qutili versiyasini sotib olish mahsulotning virusga qarshi ma'lumotlar bazalarini litsenziyaning butun muddati davomida yangilanishi mumkinligini anglatadi. Xarid qilingan narsaning haqiqiy ekanligiga ishonch hosil qilish juda oson: agar tarqatish to'plami ishlab chiqaruvchining veb-saytidan yuklab olingan antivirus kalitni qabul qilsa, hamma narsa tartibda.

Qoidaga ko'ra, antivirus litsenziyalari bir yilga mo'ljallangan, shundan so'ng foydalanuvchidan litsenziyani yangilashni sotib olish so'raladi. Sotib olish jarayoni dastlabki xarid bilan deyarli bir xil. Biroq, ba'zi sotuvchilar sizdan mahsulot uchun oldingi litsenziya kalitini taqdim etishingizni so'rashlari mumkin. Dasturiy ta'minot dastlab "qutida" sotib olingan bo'lsa ham, ko'pincha elektron litsenziyani yangilash kalitini sotib olish mumkin.

Narxi

Bu, ehtimol, elektron kalit va qutidagi versiya o'rtasidagi eng muhim farqdir. Qutidagi versiyada tarqatish to'plami va ko'pincha qo'shimcha materiallar (ko'rsatmalar va boshqalar) bo'lgan jismoniy vosita mavjud bo'lganligi sababli, uning narxi elektron kalitni sotib olishdan sezilarli darajada yuqori bo'lishi mumkin. Buning ajablanarli joyi yo'q: ishlab chiqaruvchi qutilar, disklar va bosma materiallarni chop etishga pul sarflashi shart emas, omborni ijaraga olishning hojati yo'q, tovarlarni etkazib berishning hojati yo'q. Chakana savdo do'konlari. Bu barcha tashvishlardan xalos bo'lish uchun u sezilarli chegirma berishga tayyor ekanligi mantiqan to'g'ri.

(Dasturiy ta'minot) va nusxa ko'chirish, noqonuniy foydalanish va ruxsatsiz tarqatish ma'lumotlari.

Zamonaviy elektron kalitlar

Elektron kalitlarning ishlash printsipi. Kalit ma'lum bir kompyuter interfeysiga biriktirilgan. Bundan tashqari, himoyalangan dastur unga ma'lumotni maxsus drayver orqali yuboradi, u belgilangan algoritmga muvofiq qayta ishlanadi va orqaga qaytariladi. Agar kalitning javobi to'g'ri bo'lsa, dastur o'z ishini davom ettiradi. Aks holda, u demo rejimiga o'tish, ma'lum funktsiyalarga kirishni bloklash kabi ishlab chiquvchi tomonidan belgilangan amallarni bajarishi mumkin.

Tarmoqdagi himoyalangan dasturni litsenziyalash (tarmoqda ishlaydigan dasturning nusxalari sonini cheklash) qobiliyatiga ega maxsus kalitlar mavjud. Bunday holda, bitta kalit butun mahalliy tarmoq uchun etarli. Kalit har qanday ish stantsiyasida yoki tarmoq serverida o'rnatiladi. Himoyalangan ilovalar kalitga bu orqali kirishadi mahalliy tarmoq. Afzalligi shundaki, dastur bilan mahalliy tarmoq ichida ishlash uchun ular bilan dongle olib yurish shart emas.

Ustida Rossiya bozori Quyidagi mahsulotlar qatorlari eng yaxshi ma'lum (alifbo tartibida): WIBU-SYSTEMS'dan CodeMeter, Aktivdan Guardant, Aladdin'dan HASP, Astroma Ltd'dan LOCK, Feitian'dan Rockey, Seculab'dan SenseLock va boshqalar.

Hikoya

Dasturiy ta'minotni litsenziyasiz foydalanishdan himoya qilish ishlab chiquvchining daromadini oshiradi. Bugungi kunga kelib, ushbu muammoni hal qilish uchun bir nechta yondashuvlar mavjud. Dasturiy ta'minotni ishlab chiquvchilarning aksariyati turli xil dasturlardan foydalanadilar dasturiy modullar, faollashtirish kalitlari, seriya raqamlari va boshqalar yordamida foydalanuvchi kirishini nazorat qiladi. Bunday himoya arzon yechim bo'lib, ishonchli deb da'vo qila olmaydi. Internet sizga noqonuniy ravishda faollashtirish kalitini (kalit generatorlari) yaratish yoki seriya raqami / faollashtirish kaliti (yamoqlar, yoriqlar) so'rovini bloklash imkonini beruvchi dasturlar bilan to'ldirilgan. Bundan tashqari, qonuniy foydalanuvchining o'zi seriya raqamini ommaga e'lon qilishi mumkinligini e'tiborsiz qoldirmang.

Ushbu aniq kamchiliklar elektron kalit ko'rinishidagi apparat dasturiy ta'minotini himoya qilishni yaratishga olib keldi. Ma'lumki, birinchi elektron kalitlar (ya'ni dasturiy ta'minotni noqonuniy nusxalashdan himoya qilish uchun apparat qurilmalari) 1980-yillarning boshlarida paydo bo'lgan, ammo aniq sabablarga ko'ra qurilmaning g'oyasi va bevosita yaratilishida ustuvorlikni o'rnatish juda qiyin.

Elektron kalit bilan dasturiy ta'minot himoyasi

Dasturiy ta'minot ishlab chiqish to'plami

Donglelar apparatga asoslangan dasturiy ta'minotni himoya qilish usullari sifatida tasniflanadi, ammo zamonaviy donglelar ko'pincha dasturiy ta'minotni himoya qilish uchun ko'p platformali apparat-dasturiy vositalar tizimlari sifatida aniqlanadi. Gap shundaki, kalitning o'zidan tashqari, elektron kalitlarni chiqaradigan kompaniyalar SDK (Software Developer Kit - dasturiy ta'minotni ishlab chiqish to'plami) ni taqdim etadilar. SDK taqdim etilgan texnologiyadan o'zingiz foydalanishni boshlashingiz uchun kerak bo'lgan hamma narsani o'z ichiga oladi dasturiy mahsulotlar- ishlab chiqish vositalari, to'liq texnik hujjatlar, turli xil operatsion tizimlarni qo'llab-quvvatlash, batafsil misollar, kod parchalari, avtomatik himoya vositalari. SDK test loyihalarini qurish uchun demo kalitlarni ham o'z ichiga olishi mumkin.

Himoya texnologiyasi

Dasturiy ta'minotdan ruxsatsiz foydalanishdan himoya qilish texnologiyasi bajariladigan fayl yoki dinamik kutubxonadan kalitga so'rovlarni keyinchalik qabul qilish va kerak bo'lganda javobni tahlil qilish bilan amalga oshirishga asoslangan. Bu erda bir nechta odatiy so'rovlar:

• kalit ulanishining mavjudligini tekshirish;
• ishga tushirish parametri sifatida dastur uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni kalitdan o'qish (asosan faqat mos kalitni qidirishda ishlatiladi, lekin himoya qilish uchun emas);
• dasturning ishlashi uchun zarur bo'lgan, dasturni himoya qilish vaqtida shifrlangan ma'lumotlarni yoki bajariladigan kodni dekodlash uchun so'rov ("standart bilan taqqoslash" imkonini beradi; kodni shifrlashda, shifrlanmagan kodni bajarish xatolikka olib keladi);
• ilgari dasturning o'zi tomonidan shifrlangan ma'lumotlarni shifrlash bo'yicha so'rov (sizga har safar kalitga turli xil so'rovlar yuborish va shu bilan o'zingizni API kutubxonalari / kalitning o'zini emulyatsiya qilishdan himoya qilish imkonini beradi)
• bajariladigan kodning yaxlitligini tekshirish, uning joriy nazorat summasini kalitdan o‘qilgan dastlabki nazorat summasi bilan solishtirish (masalan, kalit algoritmi bo‘yicha kodning elektron raqamli imzosini yoki boshqa uzatilgan ma’lumotlarni bajarish va ushbu elektron raqamli imzoni ilova doirasida tekshirish orqali); chunki raqamli imzo har doim boshqacha - kriptografik algoritmning xususiyati - bu API/kalit emulyatsiyasidan himoya qilishga ham yordam beradi);
• dongle ichiga o'rnatilgan real vaqt soatiga so'rov (agar mavjud bo'lsa; dongle apparat algoritmlarining ishlash vaqti uning ichki taymeri bilan cheklangan bo'lsa, avtomatik ravishda bajarilishi mumkin);
• va hokazo.

Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi zamonaviy kalitlar (Aktiv kompaniyasidan Guardant Code, Astroma Ltd. LOCK, Feitian'dan Rockey6 Smart, Seculab'dan Senselock) ishlab chiquvchiga o'z algoritmlarini yoki hatto dastur kodining alohida qismlarini saqlashga imkon beradi (masalan, ko'p sonli parametrlarni qabul qiluvchi ishlab chiquvchiga xos algoritmlar) va ularni kalitda bajaring o'z mikroprotsessorida. Dasturiy ta'minotni noqonuniy foydalanishdan himoya qilishdan tashqari, bu yondashuv dasturda qo'llaniladigan algoritmni raqobatchilar tomonidan o'rganish, klonlash va uning ilovalarida qo'llanilishidan himoya qilish imkonini beradi. Biroq, oddiy algoritm uchun (va ishlab chiquvchilar ko'pincha yuklash uchun etarli darajada murakkab bo'lmagan algoritmni tanlashda xato qilishadi) kriptotahlil "qora quti" tahlil usuli yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, elektron kalitning "yuragi" konversiya algoritmi (kriptografik yoki boshqa) hisoblanadi. Zamonaviy donglelarda u apparatda amalga oshiriladi - bu to'liq kalit emulyatorini yaratishni deyarli istisno qiladi, chunki shifrlash kaliti hech qachon dongle chiqishiga uzatilmaydi, bu esa uni ushlab qolish imkoniyatini istisno qiladi.

Shifrlash algoritmi maxfiy yoki ommaviy bo'lishi mumkin. Maxfiy algoritmlar himoya vositalarini ishlab chiqaruvchisi tomonidan, shu jumladan har bir mijoz uchun alohida ishlab chiqiladi. Bunday algoritmlardan foydalanishning asosiy kamchiligi kriptografik quvvatni baholashning mumkin emasligidir. Algoritm qanchalik ishonchli ekanligini faqat faktdan keyin aniq aytish mumkin edi: u buzilganmi yoki yo'qmi. Ommaviy algoritm yoki "ochiq manba" misli ko'rilmagan darajada kriptografik kuchga ega. Bunday algoritmlar tasodifiy odamlar tomonidan emas, balki kriptografiya tahliliga ixtisoslashgan bir qator mutaxassislar tomonidan tekshiriladi. Bunday algoritmlarga misol sifatida keng qo'llaniladigan GOST 28147-89, AES, RSA, Elgamal va boshqalarni keltirish mumkin.

Avtomatik vositalar bilan himoya qilish

Uskuna donglelarining ko'p oilalari uchun "sichqonchani bir necha marta bosish" bilan dasturni himoya qilish imkonini beruvchi avtomatik vositalar (SDK ga kiritilgan) ishlab chiqilgan. Bunday holda, dastur fayli ishlab chiquvchining o'z kodiga "o'raladi". Ushbu kod tomonidan amalga oshiriladigan funksionallik ishlab chiqaruvchiga qarab o'zgaradi, lekin ko'pincha kod kalit mavjudligini tekshiradi, litsenziya siyosatini nazorat qiladi (dasturiy ta'minot sotuvchisi tomonidan o'rnatiladi), bajariladigan faylni disk raskadrovka va dekompilyatsiyadan himoya qilish mexanizmini amalga oshiradi ( masalan, bajariladigan faylni siqish) va boshqalar.

Muhimi shundaki, avtomatik himoya vositasidan foydalanish uchun ilovaning manba kodiga kirishingiz shart emas. Masalan, xorijiy mahsulotlarni mahalliylashtirishda (dasturiy ta'minotning dastlabki kodiga aralashish imkoniyati bo'lmaganda) bunday himoya mexanizmi ajralmas, ammo ruxsat bermaydi elektron kalitlarning to'liq imkoniyatlaridan foydalanish va moslashuvchan va individual himoyani amalga oshirish.

API funktsiyalari bilan xavfsizlikni amalga oshirish

Avtomatik himoyadan foydalanish bilan bir qatorda, dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchisiga himoya tizimini dasturga manba kodlari darajasida integratsiyalash orqali himoyani mustaqil ravishda ishlab chiqish imkoniyati beriladi. Buning uchun SDK turli xil dasturlash tillari uchun kutubxonalarni o'z ichiga oladi, ularda ushbu kalit uchun API funksiyalarining tavsifi mavjud. API - bu dastur, tizim drayveri (va tarmoq donglelarida server) va dongle o'rtasida ma'lumot almashish uchun mo'ljallangan funktsiyalar to'plami. API funktsiyalari bajarilishini ta'minlaydi turli operatsiyalar kalit bilan: xotirani qidirish, o'qish va yozish, apparat algoritmlari yordamida ma'lumotlarni shifrlash va shifrlash, tarmoq dasturiy ta'minotini litsenziyalash va boshqalar.

Ushbu usulni mohirona qo'llash yuqori darajadagi dastur xavfsizligini ta'minlaydi. Dasturning o'ziga xosligi va "loyqaligi" tufayli dasturga o'rnatilgan himoyani zararsizlantirish juda qiyin. O'z-o'zidan himoyani chetlab o'tish uchun himoyalangan dasturning bajariladigan kodini o'rganish va o'zgartirish zarurati uni buzish uchun jiddiy to'siqdir. Shuning uchun, xavfsizlikni ishlab chiquvchining vazifasi, birinchi navbatda, kalitlarni boshqarish API-dan foydalangan holda o'z himoyasini amalga oshirish orqali mumkin bo'lgan avtomatlashtirilgan xakerlik usullaridan himoya qilishdir.

Xavfsizlik bypass

Zamonaviy Guardant donglelarining to'liq taqlid qilinishi haqida hech qanday ma'lumot yo'q edi. Mavjud jadval emulyatorlari faqat ma'lum ilovalar uchun qo'llaniladi. Ularni yaratish imkoniyati himoya ishlab chiquvchilari tomonidan elektron kalitlarning asosiy funksiyalaridan foydalanmaslik (yoki savodsiz foydalanish) bilan bog'liq edi.

Shuningdek, LOCK tugmachalarining to'liq yoki hech bo'lmaganda qisman emulyatsiyasi yoki ushbu himoyani chetlab o'tishning boshqa usullari haqida hech qanday ma'lumot yo'q.

Dasturiy ta'minot modulini buzish

Buzg'unchi butun dastur kodini tahlil qilgandan so'ng, himoya blokini ajratib olish va uni o'chirish uchun dasturning o'zi mantig'ini tekshiradi. Dasturlarni buzish disk raskadrovka (yoki bosqichma-bosqich), dekompilyatsiya va asosiy xotirani o'chirish orqali amalga oshiriladi. Dasturning bajariladigan kodini tahlil qilishning ushbu usullari ko'pincha tajovuzkorlar tomonidan birgalikda qo'llaniladi.

Nosozliklarni tuzatish maxsus dastur - tuzatuvchi yordamida amalga oshiriladi, bu sizga har qanday dasturni bosqichma-bosqich bajarishga imkon beradi, buning uchun operatsion muhitga taqlid qiladi. Tuzatish vositasining muhim funktsiyasi - sozlash qobiliyati to'xtash nuqtalari (yoki shartlar) kodning bajarilishi. Ulardan foydalanib, tajovuzkor kalitga kirish amalga oshirilgan koddagi joylarni kuzatishi osonroq bo'ladi (masalan, "Kalit etishmayapti! USB interfeysida kalit mavjudligini tekshiring" kabi xabarda ijro to'xtaydi. ).

Demontaj- bajariladigan modullar kodini inson o'qiy oladigan dasturlash tiliga aylantirish usuli - Assembler. Bunday holda, tajovuzkor dastur nima qilayotganini chop etish (ro'yxat) oladi.

Dekompilyatsiya- ilovaning bajariladigan modulini yuqori darajali tildagi dastur kodiga aylantirish va dasturning dastlabki kodga yaqin tasvirini olish. Buni faqat ba'zi dasturlash tillari uchun qilish mumkin (xususan, C# da yaratilgan va nisbatan yuqori darajadagi talqin qilinadigan til baytekodida tarqatilgan .NET ilovalari uchun).

Hujumning mohiyati xotira qoldig'i dastur normal ishlay boshlagan paytda RAM tarkibini o'qishdir. Natijada, tajovuzkor ishchi kodni (yoki uni qiziqtiradigan qismini) "sof shaklda" oladi (agar, masalan, dastur kodi shifrlangan bo'lsa va u yoki bu bo'limni bajarish paytida faqat qisman shifrlangan bo'lsa). Hujumchi uchun asosiy narsa to'g'ri daqiqani tanlashdir.

E'tibor bering, disk raskadrovkaga qarshi kurashishning ko'plab usullari mavjud va xavfsizlikni ishlab chiquvchilar ulardan foydalanadilar: chiziqli bo'lmagan kod, (ko'p oqim), deterministik bo'lmagan bajarilish ketma-ketligi, kod "littering" (tajovuzkorni chalg'itish uchun murakkab operatsiyalarni bajaradigan foydasiz funktsiyalar), tuzatuvchilarning o'zlari va boshqalarning kamchiliklaridan foydalanish

Impuls qurilmalarida tranzistorli kalitlarni ko'pincha topish mumkin. Transistorli kalitlar flip-floplarda, kalitlarda, multivibratorlarda, blokirovka qiluvchi osilatorlarda va boshqa elektron sxemalarda mavjud. Har bir pallada tranzistor kaliti o'z funktsiyasini bajaradi va tranzistorning ishlash rejimiga qarab, kalit davri umuman o'zgarishi mumkin, ammo tranzistor kalitining asosiy sxemasi quyidagicha:

Transistorli kalitning bir nechta asosiy ishlash usullari mavjud: normal faol rejim, to'yinganlik rejimi, kesish rejimi va faol teskari rejim. Tranzistorli kalit sxemasi printsipial jihatdan umumiy emitentli tranzistorli kuchaytirgich sxemasi bo'lsa-da, bu sxema odatdagi kuchaytirgich bosqichidan funksiya va rejimlarda farq qiladi.

Kalit dasturda tranzistor yuqori tezlikdagi kalit bo'lib xizmat qiladi va asosiy statik holat ikkitadir: tranzistor yopiq va tranzistor ochiq. Latched state - tranzistor uzilish rejimida bo'lganda ochiq holat. Yopiq holat - tranzistorning to'yinganlik holati yoki to'yinganlikka yaqin holat, bu holatda tranzistor ochiq. Transistor bir holatdan ikkinchi holatga o'tganda, bu kaskaddagi jarayonlar chiziqli bo'lmagan holda davom etadigan faol rejimdir.

Statik holatlar tranzistorning statik xususiyatlariga ko'ra tavsiflanadi. Ikkita xususiyat mavjud: chiqish oilasi - kollektor oqimining kollektor-emitter kuchlanishiga bog'liqligi va kirish oilasi - asosiy oqimning tayanch-emitter kuchlanishiga bog'liqligi.

Chiqib ketish rejimi ikkalasining ham siljishi bilan tavsiflanadi p-n o'tish joylari tranzistor teskari yo'nalishda va chuqur kesish va sayoz kesish mavjud. Chuqur uzilish - bu o'tish joylariga qo'llaniladigan kuchlanish pol kuchlanishidan 3-5 baravar yuqori bo'lganida va ishchining teskari polaritesiga ega bo'lganda. Bunday holatda tranzistor ochiq va uning elektrodlarining oqimlari juda kichik.

Sayoz kesish bilan elektrodlardan biriga qo'llaniladigan kuchlanish pastroq bo'ladi va elektrod oqimlari chuqur kesishga qaraganda kattaroqdir, natijada oqimlar chiqish xarakteristikasidan pastki egri chiziqqa muvofiq qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq. oila, bu egri chiziq "kesish xususiyati" deb ataladi.

Masalan, biz qarshilik yukida ishlaydigan tranzistorning kalit rejimi uchun soddalashtirilgan hisob-kitobni amalga oshiramiz. Transistor uzoq vaqt davomida ikkita asosiy holatdan faqat bittasida bo'ladi: to'liq ochiq (to'yinganlik) yoki to'liq yopiq (kesish).

Transistor yuki SRD-12VDC-SL-C o'rni o'rashi bo'lsin, uning lasan qarshiligi nominal 12 V da 400 ohm bo'ladi. Keling, o'rni o'rashining induktiv xususiyatini e'tiborsiz qoldiraylik, ishlab chiquvchilar vaqtinchalik kuchlanishdan himoya qilish uchun snubberni taqdim etsinlar, ammo biz o'rni bir marta va juda uzoq vaqt davomida yoqilishiga asoslanib hisoblaymiz. Kollektor oqimini quyidagi formula bo'yicha topamiz:

Ik \u003d (Upit-Ukenas) / Rn.

Bu erda: Ik - doimiy kollektor oqimi; Upit - besleme zo'riqishida (12 volt); Ukenas - bipolyar tranzistorning to'yinganlik kuchlanishi (0,5 volt); Rn - yuk qarshiligi (400 Ohm).

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

Ishonch hosil qilish uchun chegara oqimi va uchun chegarasi bo'lgan tranzistorni olaylik yakuniy stress. SOT-32 paketidagi mos BD139. Ushbu tranzistor Ikmax = 1,5 A, Ukemax = 80 V parametrlariga ega. Yaxshi marj bo'ladi.

28,7 mA kollektor oqimini ta'minlash uchun tegishli tayanch oqimini ta'minlash kerak. Asosiy oqim quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi: Ib = Ik / h21e, bu erda h21e - statik oqim uzatish koeffitsienti.

Zamonaviy multimetrlar ushbu parametrni o'lchash imkonini beradi va bizning holatlarimizda u 50 edi. Shunday qilib, Ib \u003d 0,0287 / 50 \u003d 574 mkA. Agar h21e koeffitsientining qiymati noma'lum bo'lsa, ishonchliligi uchun siz ushbu tranzistor uchun hujjatlardan minimal olishingiz mumkin.

Asosiy rezistorning kerakli qiymatini aniqlash uchun. Baza-emitterning to'yinganlik kuchlanishi 1 volt. Shunday qilib, agar nazorat kuchlanishi 5 V bo'lgan mantiqiy mikrosxemaning chiqishidan signal orqali amalga oshirilsa, 1 V o'tishda pasayish bilan 574 mkA talab qilinadigan asosiy oqimni ta'minlash uchun biz olamiz. :

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

Keling, 6,8 kOhm rezistorning standart seriyasidan kichikroq (to'liq etarli oqim bo'lishi uchun) tanlaylik.

LEKIN, tranzistor tezroq o'zgarishi va ish ishonchli bo'lishi uchun biz baza va emitent o'rtasida qo'shimcha R2 rezistoridan foydalanamiz va unga biroz quvvat tushadi, ya'ni qarshilikni pasaytirish kerak. rezistor R1. Keling, R2 = 6,8 kOm ni olaylik va R1 qiymatini sozlaymiz:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib + I (rezistor R2 orqali) = (Uin-Ubenas) / (Ib + Ubenas / R2)

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

R1 = 5,1 kOm, R2 = 6,8 kOm bo'lsin.

Kalitdagi yo'qotishlarni hisoblaylik: P \u003d Ik * Ukenas \u003d 0,0287 * 0,5 \u003d 0,014 Vt. Transistorga sovutgich kerak emas.