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La sabiduría escondida en el chip: ¿Por qué la puerta de transmisión puede cambiar libremente entre señales analógicas y digitales?
En los dispositivos electrónicos modernos, la puerta de transmisión (TG) juega un papel clave, permitiendo que el dispositivo cambie suavemente entre señales analógicas y digitales. Esto es similar a la función de un relé, que puede conducir o bloquear eficazmente la corriente bajo el impulso de una señal de control. Por lo tanto, es muy importante tener una comprensión profunda del principio de funcionamiento de la puerta de transmisión y su aplicación.
Estructura de la compuerta de transmisión
La estructura básica de una puerta de transmisión consta de dos transistores de efecto de campo (FET), que son MOSFET de canal n y de canal p. Esto es diferente de un transistor de efecto de campo convencional porque en una puerta de transmisión el terminal base (masa) no está conectado al terminal de fuente. Esta configuración garantiza que el diodo de base parásito esté siempre polarizado inversamente y no afecte el flujo de señales.
En una puerta de transmisión, la base del MOSFET de canal p está conectada a la fuente de alimentación positiva, mientras que la base del MOSFET de canal n está conectada a la fuente de alimentación negativa.
Función de la compuerta de transmisión
Cuando la entrada de control es lógica cero, la compuerta del MOSFET de canal n se mantiene en un voltaje negativo, mientras que la compuerta del MOSFET de canal p es impulsada a un voltaje positivo por el inversor. De esta manera ningún transistor conduce y la puerta de transmisión permanece cerrada. Por el contrario, cuando la entrada de control es lógica uno, la compuerta del MOSFET de canal n se convierte en un voltaje positivo, lo que hace que la compuerta del MOSFET de canal p se convierta en un voltaje negativo, de modo que ambos comienzan a conducir y realizan la transmisión de señal. .A través del diseño del transceptor, la puerta de transmisión puede conmutar todo el rango de voltaje, lo que permite una amplia gama de aplicaciones.
Aplicación de la compuerta de transmisión
Interruptor electrónico
Las puertas de transmisión se utilizan ampliamente en conmutadores electrónicos y multiplexores analógicos. Mediante la coordinación de múltiples puertas de transmisión, las funciones de transmisión y bloqueo de señales se pueden realizar de manera efectiva. Un ejemplo típico es el conmutador bidireccional cuádruple 4066, que puede gestionar tanto señales analógicas como digitales y está disponible en el mercado a través de varios fabricantes.
Multiplexor analógicoEn sistemas de señal mixta, los multiplexores analógicos pueden enrutar múltiples canales de entrada analógicos a un único convertidor analógico a digital, mejorando así la flexibilidad y la eficiencia del sistema.
Circuitos lógicos Las puertas de transmisión también se pueden utilizar para construir circuitos lógicos que a menudo son más compactos y más adecuados para la implementación de silicio que las redes pull-up y pull-down CMOS tradicionales.Aplicaciones de voltaje negativo
Al utilizar una compuerta de transmisión para conmutar un voltaje de CA (como una señal de audio), es importante asegurarse de que el voltaje de suministro negativo esté por debajo del voltaje de señal mínimo para garantizar que el diodo base permanezca no conductor. Si bien las puertas de transmisión aún pueden cambiar a niveles de voltaje lógico, también hay versiones especiales disponibles con un cambiador de nivel integrado. ConclusiónEl diseño único y el funcionamiento eficiente de la puerta de transmisión la convierten en un componente indispensable en los sistemas electrónicos modernos. A medida que la tecnología avance, seguirá habiendo interés en la aplicación y mejora de las puertas de transmisión. En el futuro, ¿cómo cambiará aún más esta tecnología el diseño y la funcionalidad de los productos electrónicos?
