Application inhabituelle des commutateurs CMOS. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les commutateurs à microcircuit de la structure CMOS sont conçus pour commuter des signaux analogiques. Cependant, ces appareils, comme beaucoup d'autres, ainsi que leur fonction principale, sont capables d'en remplir d'autres, parfois tout à fait inattendues.

Plusieurs options de circuit pour l'utilisation non standard de commutateurs électroniques sont décrites dans l'article publié.

Des expériences de radio amateur montrent que les commutateurs électroniques qui composent le K176KT1. K561KTZ. 564KTZ et KR1561KTZ [1 ; 2], sont des éléments universels qui leur permettent d'être utilisés dans diverses unités fonctionnelles - onduleurs, répéteurs de signaux, etc. Ces commutateurs peuvent être utilisés pour construire des générateurs d'impulsions rectangulaires, des bascules RS et des déclencheurs de Schmitt avec une largeur "d'hystérésis" réglable.

Un exemple d'utilisation d'un commutateur analogique comme onduleur est illustré dans le schéma de la fig. 1. Lorsqu'un signal de niveau bas est appliqué sur l'entrée de commande C, l'interrupteur est dans l'état Z et un signal de niveau haut est présent sur sa sortie B du fait de la présence de la résistance R1. Lorsqu'un niveau haut est appliqué à l'entrée C, l'entrée A., à laquelle un niveau bas est fixé, est connectée à la sortie B. Par conséquent, la sortie sera également un signal zéro. Ainsi, par rapport à l'entrée C, l'appareil fonctionne en onduleur.

Vous pouvez assembler l'onduleur sur l'un des quatre commutateurs qui composent le microcircuit. En plus de K561KTZ. dans ce nœud et dans les autres nœuds décrits ci-dessous, vous pouvez utiliser des puces K176KT1. 564KTZ. KR1561KTZ.

Sur la fig. 2 montre un circuit répéteur de signal. Lorsqu'un signal de niveau bas est appliqué à l'entrée C, l'interrupteur DA1.1 est à l'état Z, la sortie est un signal de niveau bas dû à la résistance R1. Lorsque le niveau bas est remplacé par un niveau haut à l'entrée C, les "contacts" de l'interrupteur sont fermés et un niveau haut est fourni de l'entrée A à sa sortie B. Autrement dit, par rapport au signal à l'entrée C, le nœud fonctionne comme un répéteur.

Il convient de noter que la caractéristique de transfert de l'onduleur et du suiveur de tension sur les commutateurs analogiques est assez fluide, ce qui doit être pris en compte lors de la conception des appareils les utilisant.

Un exemple de construction d'un générateur d'impulsions rectangulaire basé sur des commutateurs analogiques est illustré dans le schéma de la fig. 3. Le commutateur DA1.1 fonctionne comme un répéteur et DA1.2 comme un onduleur. Au moment initial après la mise sous tension, le condensateur C1 est déchargé, les deux interrupteurs sont fermés. Un circuit de charge pour le condensateur C1 est formé: fil d'alimentation positif - R3 - R2 - C1 - R1 - fil commun. Dès que la tension à l'entrée C de l'interrupteur DA1.1 atteint le seuil de son inclusion, il s'ouvrira, et après cela l'interrupteur DA1.2 s'ouvrira.

Maintenant, le condensateur C1 commence à se décharger à travers les résistances R1, R2 et la résistance de l'interrupteur ouvert DA1.2. Sous réserve des conditions R1 < R2 < R3 < R2 ; Upit = const Il a été constaté expérimentalement que la période d'oscillation dépend des valeurs des éléments R2 et C1 comme suit : si Upit = 5 V. alors T = 0.6 R2-C1 ; 10V -0,5 R2-C1 ; 15V-0.4 R2-C1.

Il est également possible de construire une bascule RS sur des commutateurs analogiques (Fig. 4). Supposons que la bascule soit à l'état zéro (Q=0, Q=1). l'interrupteur DA1.1 est fermé (un niveau bas est présent sur son entrée C), et DA1.2 est ouvert (un niveau haut est présent sur son entrée C).

Lorsque vous appuyez sur le bouton SB2 "S", une tension de bas niveau est fournie à l'entrée C du commutateur DA1.2 et il se ferme, et une tension unitaire apparaît à la sortie Q du déclencheur. L'interrupteur DA1.1 ouvre une seule tension à l'entrée C. et la sortie Q passe à l'état zéro.

De même, lorsque le bouton SB1 "R" est enfoncé, l'interrupteur DA1.1 se ferme et la sortie Q passe dans un état unique. L'interrupteur DA1.2 s'ouvre avec une seule tension à l'entrée C et une tension nulle agit à la sortie Q.

Un exemple de construction d'un déclencheur de Schmitt est illustré dans le diagramme de la fig. 5.

Ici, le commutateur DA1.1 fonctionne comme un suiveur de tension. En choisissant les valeurs de résistance appropriées des résistances R1-R4, vous pouvez définir les seuils de commutation de déclenchement Uv supérieur et U.. inférieur. Les valeurs de tension de seuil peuvent être déterminées à partir de dépendances approximatives (on néglige la résistance du canal de signal de l'interrupteur ouvert et la chute de tension aux bornes de la diode ouverte):

Prenez généralement la résistance de la résistance R1 dans la plage de 10 à 50 kOhm. R2 et R3 - de 0.1 à 1 MΩ [3].

Lorsque vous utilisez des commutateurs analogiques, gardez à l'esprit que leur résistance à l'état passant dépend de la tension d'alimentation. Les fluctuations de la tension d'alimentation entraînent des modifications correspondantes de la fréquence des impulsions générées, ainsi que des seuils du déclencheur de Schmitt.

littérature

1. Pukhalsky G. I., Novoseltseva T. Ya. Conception de dispositifs discrets sur circuits intégrés (ouvrage de référence). - m Radio et communication. 1990. p. 109. 110.
2. Biryukov S. A. Dispositifs numériques basés sur des circuits intégrés MOS (deuxième éd.). - M. - Radio et communication. 1996. p. 81-83.
3. Zeldin E. A. Dispositifs à impulsions sur microcircuits. - M. : Radio et communication. 1991. p. 30.31.

Auteur : V. Oleinik, Korolev, région de Moscou

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