CMOS スイッチの異常なアプリケーション。スキーム、説明

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CMOSスイッチの珍しい用途。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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CMOS 構造の超小型回路スイッチは、アナログ信号を切り替えるように設計されています。ただし、これらのデバイスは、他の多くのデバイスと同様に、その主な機能に加えて、他の、時にはまったく予期しない機能も実行できます。

公開された記事では、電子スイッチの非標準的な使用のためのいくつかの回路オプションが説明されています。

アマチュア無線の実験により、K176KT1 を構成する電子スイッチが判明しました。 K561KTZ。 564KTZ および KR1561KTZ [1; 2]は、インバータ、信号リピータなどのさまざまな機能ユニットで使用できる汎用要素です。これらのスイッチを使用して、調整可能な「ヒステリシス」幅を持つ方形パルス発生器、RS フリップフロップ、およびシュミットトリガを構築できます。

アナログスイッチをインバータとして使用する例を図に示します。 1. ローレベル信号が制御入力 C に印加されると、スイッチは状態 Z になり、抵抗 R1 の存在により出力 B にハイレベル信号が現れます。入力Cにハイレベルが印加されると、ローレベル固定の入力Aが出力Bに接続されます。そのため、出力もゼロ信号となります。したがって、入力 C に関して、デバイスはインバータとして動作します。

CMOSスイッチの異常なアプリケーション

マイクロ回路を構成する 561 つのスイッチのいずれかにインバーターを組み立てることができます。 K176KTZの他にも。このノードと以下で説明する他のノードでは、K1KT564 チップを使用できます。 1561KTZ。 KRXNUMXKTZ。

図上。図２は信号中継回路を示す。低レベル信号が入力 C に印加されると、スイッチ DA2 は Z 状態になり、出力は抵抗 R1.1 により低レベル信号になります。入力 C でローレベルがハイレベルに置き換わると、スイッチの「接点」が閉じ、入力 A から出力 B にハイレベルが供給されます。つまり、入力 C の信号に関して、ノードはリピーターとして機能します。

CMOSスイッチの異常なアプリケーション

アナログスイッチ上のインバータとボルテージフォロワの伝達特性は非常に滑らかであるため、これらを使用するデバイスを設計する際にはこの点を考慮する必要があることに注意してください。

アナログスイッチに基づいて方形パルス発生器を構築する例を図に示します。 3. スイッチ DA1.1 はリピータとして機能し、DA1.2 はインバータとして機能します。電源投入後の最初の瞬間では、コンデンサ C1 が放電され、両方のスイッチが閉じます。コンデンサ C1 の充電回路は、正の電源線 - R3 - R2 - C1 - R1 - 共通線で形成されます。スイッチ DA1.1 の入力 C の電圧がその閾値に達するとすぐに開き、その後スイッチ DA1.2 が開きます。

CMOSスイッチの異常なアプリケーション

ここで、コンデンサ C1 は、抵抗 R1、R2、および開いたスイッチ DA1.2 の抵抗を介して放電を開始します。 R1 < R2 < R3 < R2 の条件に従います。 Upit = const 発振周期は次のように要素 R2 と C1 の値に依存することが実験的にわかりました。Upit = 5 V の場合、T = 0.6 R2-C1。 10V -0,5 R2-C1; 15V-0.4 R2-C1。

アナログスイッチ上に RS フリップフロップを構築することも可能です (図 4)。フリップフロップがゼロ状態 (Q=0、Q=1) にあると仮定します。スイッチ DA1.1 は閉じており (入力 C にローレベルが存在します)、DA1.2 は開いています (入力 C にハイレベルが存在します)。

CMOSスイッチの異常なアプリケーション

SB2の「S」ボタンを押すと、DA1.2スイッチの入力Cにローレベル電圧が供給されてスイッチが閉じ、トリガーの出力Qに単位電圧が現れます。スイッチ DA1.1 は入力 C で単一電圧を開き、出力 Q はゼロ状態になります。

同様に、ボタン SB1「R」が押されると、スイッチ DA1.1 が閉じ、出力 Q がシングル状態になります。スイッチ DA1.2 は入力 C の単一電圧で開き、出力 Q にはゼロ電圧が作用します。

シュミットトリガーの構成例を図 5 に示します。 XNUMX.

CMOSスイッチの異常なアプリケーション

ここで、スイッチ DA1.1 はボルテージフォロワとして機能します。抵抗器 R1 ～ R4 の適切な抵抗値を選択することにより、上限の Uv と下限の U.. トリガースイッチングしきい値を設定できます。しきい値電圧値は、おおよその依存関係から決定できます（開いたスイッチの信号チャネルの抵抗と開いたダイオードの両端の電圧降下は無視します）。

通常、抵抗器 R1 の抵抗値は 10 ～ 50 kΩ の範囲になります。 R2 および R3 - 0.1 ～ 1 MΩ [3]。

アナログスイッチを使用する場合は、オン抵抗が電源電圧に依存することに注意してください。供給電圧の変動は、生成されるパルスの周波数およびシュミットトリガのしきい値の対応する変化につながります。

文学

Pukhalsky G. I.、Novoseltseva T. Ya. 集積回路上の個別デバイスの設計 (参考書)。 -m 無線および通信。 1990年。 109.
Biyukov S. A. MOS 集積回路に基づくデジタルデバイス (第 1996 版)。 - M. - ラジオと通信。 81.p. 83-XNUMX。
Zeldin E.A. マイクロ回路上のパルスデバイス。 - M.: ラジオと通信。 1991.p. 30.31。

著者：V。オレイニク、コロリョフ、モスクワ地方

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