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O segredo do portão de transmissão: por que esse pequeno componente controla o fluxo de corrente elétrica?
Na era atual de rápido desenvolvimento de equipamentos eletrônicos, a porta de transmissão, como um componente crucial, tem gradualmente recebido atenção. Esta porta analógica, semelhante a um relé, demonstra suas capacidades únicas na transmissão de sinais analógicos e digitais. Então, como esse pequeno componente controla o fluxo de corrente elétrica?
Estrutura da Porta de Transmissão
A porta de transmissão consiste em dois transistores de efeito de campo (FETs), incluindo um MOSFET tipo N e um MOSFET tipo P, que são conectados em paralelo. O ponto mais importante deste projeto é que o terminal de massa não é conectado ao terminal de origem, o que torna a transmissão do sinal entre a entrada e a saída mais suave.
Em uma porta de transmissão, um MOSFET tipo P pode transmitir 1 com eficiência, mas tem um desempenho ruim na transmissão de 0. Em contraste, um MOSFET tipo N pode transmitir 0 com eficiência, mas tem um desempenho um pouco pior na transmissão de 1.
Função da porta de transmissão
Quando a entrada de controle é lógico zero (tensão negativa), o gate do MOSFET tipo N também será afetado pela tensão negativa, fazendo com que ele não conduza. Por outro lado, quando a entrada de controle é lógica um, os dois MOSFETs começam a transmitir sinais de acordo com as mudanças nas tensões positivas e negativas.
Este design garante que, não importa em qual contato esteja a tensão de entrada, a porta de transmissão pode controlar efetivamente o fluxo de corrente, ligando ou desligando o sinal.
Aplicação da porta de transmissão
Interruptor eletrônico
As portas de transmissão são ideais para implementar interruptores eletrônicos e multiplexadores analógicos. As portas de transmissão podem ser facilmente alternadas quando os sinais precisam ser roteados para saídas diferentes.
Multiplexador analógico
Muitos sistemas de sinais mistos usam multiplexadores analógicos para rotear vários canais de entrada analógicos para um único conversor analógico-digital (ADC). Esta função pode efetivamente melhorar a flexibilidade e a eficiência do sistema.
Circuitos Lógicos
Portas de transmissão também podem ser usadas para construir circuitos lógicos, substituindo redes pull-up e pull-down CMOS tradicionais, uma abordagem que geralmente é mais compacta na implementação de silício.
Aplicação de tensão negativa
Quando tensões CA (como sinais de áudio) precisam ser alternadas, a porta de transmissão é projetada para que o diodo substrato não conduza, garantindo assim a validade do fluxo do sinal.
ResumoUm bom exemplo é o chip padrão 4053, que é comumente usado para selecionar entre entradas analógicas para um amplificador de áudio.
As portas de transmissão não apenas desempenham um papel indispensável em muitas aplicações eletrônicas e digitais, mas sua flexibilidade e eficácia também promoveram o desenvolvimento de muitas tecnologias. De interruptores eletrônicos a multiplexadores analógicos, o potencial desses pequenos componentes continua a ser explorado. Em projetos eletrônicos futuros, os portões de transmissão se tornarão componentes mais críticos? Vamos pensar sobre essa possibilidade juntos.
