ooQpQOOOOOOQOOOQQC

Декодирующая КМОП- логика

п-МОП

6 6 6 0 О

fijfifiio Разреихение

Рис. 8.10. Типовой 16-канальный аналоговый КМОП-мультиплексор.

однополярных устройств И кончая 16-канальными и сдвоенными 8-канальными мультиплексорами, выполненными в одном корпусе. Типовой 16-канальный аналоговый мультиплексор на КМОП-приборах показан на рис. 8.10.

8.4. КЛЮЧИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С р-п ПЕРЕХОДОМ

Многие новые ключи со схемами управления используют конструкцию КМОП. Однако выпускается также много устройств, выполненных по технологии полевых транзисторов с р-п переходом. Поперечное сечение идеа-

Истон Затвор Стон

Рис. 8.11. Поперечное сечение идеализированного полевого транзистора с р-п переходом.

лизированного полевого транзистора с р-п переходом показано на рис. 8.11.

Полевой транзистор с р-п переходом представляет собой устройство, работающее в режиме с обеднением, Т. е. при t/gpj =0 В полевой транзистор открыт. Затвор полевого транзистора с р-п переходом окружается кана-

Лом, причем он не отделен от последнего изолирующим слоем окисла, как это имеет место в МОП-транзисторе. В результате этого зависимость тока канала от напряжения затвор - исток в полевом транзисторе с р-п переходом сильнее, чем в МОП-транзисторе. С этой характеристикой связана способность плоскостных полевых транзисторов обеспечивать меньшее значение си тир по сравнению с тем, которое при той же площади и той же входной емкости может быть достигнуто в МОП-транзисторе. С другой стороны, полевой транзистор с р-п переходом труднее управляется по сравнению с МОП-транзистором. Проблема возникает из-за наличия р-п перехода между затвором и каналом. В МОП-транзисторе затвор может быть либо положительным, либо отрицательным по отношению к истоку и стоку (в пределах напряжения пробоя) и при этом ток в цепи затвора отсутствует. В то же время, если затвор -канального полевого, транзистора с р-п переходом станет положительным по отношению к истоку, устройство не только откроется, но, кроме того, между затвором и истоком будет протекать паразитный ток, создающий погрешность.

Таким образом, от схемы управления ключом на полевом транзисторе с р-п переходом для перевода транзистора ключа в открытое состояние требуется, чтобы она обеспечивала на его затворе управляющий сигнал

8.5. КЛЮЧИ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМИ СВЯЗЯМИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С р-п ПЕРЕХОДОМ

Указанному выше требованию удовлетворяет схема управления с непосредственной связью, представленная на рис. 8.12, в которой при закрытом п-р-п транзисторе потенциалы затвора и истока полевого транзистора вы-, равниваются посредством резистора R. При таком построении схемы следует учитывать, что ток утечки коллектора управляющего транзистора может проходить по цепи аналогового сигнала. Еще более серьезная проблема, общая для таких схем с непосредственными связями, возникает, когда ключ закрыт. Полевой п-канальный транзистор с р-п переходом закрывается при подаче на затвор отрицательного напряжения, когда t/gjj становится более отрицательным, чем напряжение отсечки.по-134

левого транзистора. В данной схеме полевой транзистор закрывается при насыщении управляющего п-р-п транзистора. Отрицательное напряжение питания должно быть по модулю больше, чем самое большое значение аналогового напряжения. Когда управляющий транзистор закрыт, ток протекает от f/a к выводу U~ и ограничен только сопротивлением резистора R, которое не должно быть слишком велико, так как в противном случае время открывания ключа окажется непомерно затянутым.

3 Лтл

К

Рис. 8.12. Основная схема управления полевым транзистором с р-п переходом.

Рис. 8.13. Схема ключа на полевом транзисторе с р-п переходом и цепью управления с диодной связью.

Широко используемая схема управления полевым транзистором с р-п переходом, которая обычно применяется в недорогих системах и содержит дискретные компоненты, показана на рис. 8.13. Диод пропускает отрицательное управляющее напряжение на затвор полевого транзистора, переводя его в закрытое состояние. Когда потенциал на коллекторе управляющего транзистора становится положительным, диод оказывается смещенным в обратном направлении, и емкость Сд сообщает затвору полевого транзистора заряд, достаточный для того, чтобы f/gj стало несколько выше нуля. В результате полевой транзистор открывается, и, если Сд--Сдс больше Сд, затвор остается в открытом состоянии, которое поддерживается аналоговым напряжением, поступающим от источника.

При коммутации сигналов переменного тока с помощью схемы ключа на полевом транзисторе с р-п переходом, представленной на рис. 8.13, возникают трудно-CTif. Отрицательный сигнал на истоке смещает в прямом

т