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Le miracle de la technologie CMOS : comment permettre aux commutateurs électroniques d'obtenir une transmission bidirectionnelle
Dans les appareils électroniques modernes, une transmission rapide, flexible et efficace du signal est cruciale. La porte de transmission (TG), en tant que nouveau type de commutateur électronique, existe comme un relais et a la capacité de transmettre des signaux dans les deux sens, apportant des changements révolutionnaires à d'innombrables applications.
Structure de la porte de transmission
La porte de transfert se compose de deux transistors à effet de champ (FET) et est conçue avec la technologie CMOS. Dans cette conception, les transistors PMOS et NMOS sont connectés en parallèle avec leurs bornes de ligne et de source respectives connectées ensemble, tandis que leurs bornes de grille sont connectées via un inverseur (porte NON). De plus, les bornes du substrat de ces transistors sont connectées à l'alimentation électrique pour garantir que les diodes parasites du substrat sont polarisées en inverse afin d'éviter toute interférence avec le flux du signal.
Les transistors PMOS des portes de transmission peuvent transmettre fortement la logique "1", tandis que les transistors NMOS se concentrent sur la transmission de la logique "0".
Fonction de la porte de transmission
Le fonctionnement de la porte de transmission dépend du signal d'entrée de commande. Lorsque l'entrée de commande est à zéro logique, ni les transistors NMOS ni PMOS ne conduisent, laissant la porte de transfert dans un état fermé. Lorsque le signal de commande devient logique, le NMOS commence à conduire et la porte de transmission commence à fonctionner.
Cette conception garantit que le flux du signal peut être contrôlé librement dans différentes plages de tension, améliorant considérablement la flexibilité du système électronique.
Scénarios d'application
Interrupteur électronique
Dans la mise en œuvre de commutateurs électroniques, les portes de transmission sont largement utilisées dans les multiplexeurs analogiques. Prenons comme exemple le commutateur bidirectionnel à quatre voies de type 4066. Cet appareil peut gérer divers signaux analogiques et numériques et a été lancé par de nombreux fabricants.
Multiplexeur analogique
Dans de nombreux systèmes à signaux mixtes, des multiplexeurs analogiques sont utilisés pour acheminer plusieurs canaux d'entrée analogiques vers un seul convertisseur analogique-numérique, améliorant ainsi l'efficacité globale du système.
Circuit logique
Dans la conception de circuits logiques, les portes de transmission peuvent également remplacer les réseaux pull-up et pull-down CMOS traditionnels. Cette approche innovante permet de concevoir des circuits présentant des avantages en termes de sécurité et de compacité.
Application de tension négative
En plus des signaux numériques conventionnels, les portes de transmission peuvent également commuter en présence de tensions alternatives, telles que des signaux audio. Dans ce cas, cependant, la tension d'alimentation négative doit être inférieure à la tension de signal minimale pour garantir que la diode du substrat ne soit pas conductrice.
La puce standard 4053 utilisant une porte de transmission est couramment utilisée pour la sélection d'entrée analogique dans les amplificateurs audio, démontrant sa flexibilité et sa fonctionnalité.
Regard vers l'avenir
Avec les progrès de la technologie, l'application de la technologie CMOS et des portes de transmission continuera de s'étendre à des systèmes et des scénarios plus complexes. Verrons-nous à l'avenir des conceptions de portes de transmission plus avancées pour améliorer encore les performances et l'efficacité du traitement du signal ?
