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A sabedoria escondida no chip: por que a porta de transmissão pode alternar livremente entre sinais analógicos e digitais?
Em dispositivos eletrônicos modernos, a porta de transmissão (TG) desempenha um papel fundamental, permitindo que o dispositivo alterne suavemente entre sinais analógicos e digitais. Isso é semelhante à função de um relé, que pode efetivamente conduzir ou bloquear corrente sob a ação de um sinal de controle. Portanto, é muito importante ter um profundo entendimento do princípio de operação do portão de transmissão e sua aplicação.
Estrutura da Porta de Transmissão
A estrutura básica de uma porta de transmissão consiste em dois transistores de efeito de campo (FETs), que são MOSFETs de canal n e canal p. Isso é diferente de um transistor de efeito de campo convencional porque em uma porta de transmissão o terminal base (volume) não é conectado ao terminal de origem. Essa configuração garante que o diodo base parasita esteja sempre polarizado reversamente e não afete o fluxo de sinais.
Em uma porta de transmissão, a base do MOSFET de canal p é conectada à alimentação positiva, enquanto a base do MOSFET de canal n é conectada à alimentação negativa.
Função da porta de transmissão
Quando a entrada de controle é lógico zero, a porta do MOSFET de canal n é mantida em uma tensão negativa, enquanto a porta do MOSFET de canal p é acionada para uma tensão positiva pelo inversor. Dessa forma, nenhum transistor conduz e a porta de transmissão permanece fechada. Pelo contrário, quando a entrada de controle é lógica um, o gate do MOSFET de canal n torna-se uma tensão positiva, fazendo com que o gate do MOSFET de canal p se torne uma tensão negativa, de modo que ambos começam a conduzir e realizar a transmissão do sinal .Por meio do design do transceptor, a porta de transmissão pode alternar em toda a faixa de tensão, permitindo uma ampla gama de aplicações.
Aplicação da porta de transmissão
Interruptor eletrônico
Portas de transmissão são amplamente utilizadas em interruptores eletrônicos e multiplexadores analógicos. Por meio da coordenação de múltiplas portas de transmissão, as funções de transmissão e bloqueio de sinal podem ser efetivamente realizadas. Um exemplo típico é o switch bidirecional quádruplo 4066, que pode lidar com sinais analógicos e digitais e está disponível no mercado por vários fabricantes.
Multiplexador analógico
Em sistemas de sinais mistos, os multiplexadores analógicos podem rotear vários canais de entrada analógicos para um único conversor analógico-digital, melhorando assim a flexibilidade e a eficiência do sistema.
Circuitos Lógicos
Portas de transmissão também podem ser usadas para construir circuitos lógicos que geralmente são mais compactos e mais adequados para implementação em silício do que as redes pull-up e pull-down CMOS tradicionais.
Aplicações de tensão negativa
Ao usar uma porta de transmissão para alternar uma tensão CA (como um sinal de áudio), é importante garantir que a tensão de alimentação negativa esteja abaixo da tensão mínima do sinal para garantir que o diodo base permaneça não condutor. Embora as portas de transmissão ainda sejam capazes de alternar para níveis de tensão lógicos, versões especiais também estão disponíveis com um deslocador de nível integrado. ConclusãoO design exclusivo e a função eficiente da comporta de transmissão fazem dela um componente indispensável em sistemas eletrônicos modernos. À medida que a tecnologia avança, continuará a haver interesse na aplicação e melhoria das portas de transmissão. No futuro, como essa tecnologia mudará ainda mais o design e a funcionalidade dos produtos eletrônicos?
