Language
Country/Area
No result found
Чудо КМОП-технологии: как заставить электронные переключатели обеспечить двунаправленную передачу?
В современных электронных устройствах решающее значение имеет быстрая, гибкая и эффективная передача сигнала. Transmission Gate (TG), как новый тип электронного переключателя, существует как реле и способен передавать сигналы в обоих направлениях, внося революционные изменения в бесчисленное множество приложений.
Структура передающих ворот
Переходный вентиль состоит из двух полевых транзисторов (FET) и разработан по технологии CMOS. В этой конструкции PMOS- и NMOS-транзисторы соединены параллельно, причем их соответствующие клеммы строки и истока соединены вместе, а их клеммы затвора соединены через инвертор (НЕ затвор). Кроме того, выводы подложки этих транзисторов подключены к источнику питания, чтобы обеспечить обратное смещение паразитных диодов подложки и предотвратить помехи в потоке сигналов.
PMOS-транзисторы передающих вентилей могут надежно передавать логическую «1», тогда как NMOS-транзисторы фокусируются на передаче логического «0».
Функция шлюза
Работа передающего вентиля зависит от входного управляющего сигнала. Когда на управляющем входе присутствует логический ноль, ни NMOS, ни PMOS транзисторы не проводят ток, оставляя передаточный затвор в закрытом состоянии. Когда сигнал управления превращается в логическую единицу, NMOS начинает проводить, и ворота передачи начинают работать.
Такая конструкция обеспечивает возможность свободного управления потоком сигналов в различных диапазонах напряжения, что значительно повышает гибкость электронной системы.
Сценарии применения
Электронный переключатель
При реализации электронных коммутаторов в аналоговых мультиплексорах широко используются передающие вентили. В качестве примера возьмем четырехпозиционный двунаправленный переключатель типа 4066. Это устройство может обрабатывать различные аналоговые и цифровые сигналы и было выпущено многими производителями.
Аналоговый мультиплексор
Во многих системах смешанных сигналов аналоговые мультиплексоры используются для маршрутизации нескольких аналоговых входных каналов к одному аналого-цифровому преобразователю, что повышает общую эффективность системы.
Логическая схема
В проектировании логических схем передающие вентили также могут заменить традиционные схемы КМОП с повышением и понижением напряжения. Этот инновационный подход позволяет создавать схемы с преимуществами с точки зрения безопасности и компактности.
Приложение отрицательного напряжения
Помимо обычных цифровых сигналов, передающие вентили также могут переключаться при наличии переменных напряжений, например аудиосигналов. Однако в этом случае отрицательное напряжение питания должно быть ниже минимального напряжения сигнала, чтобы гарантировать, что диод подложки не проводит ток.
Стандартный чип 4053, использующий передающий вентиль, обычно используется для выбора аналогового входа в аудиоусилителях, демонстрируя его гибкость и функциональность.
Взгляд в будущее
С развитием технологий применение технологии КМОП и передающих вентилей будет продолжать распространяться на более сложные системы и сценарии. Увидим ли мы в будущем более совершенные конструкции передающих вентилей, которые еще больше улучшат производительность и эффективность обработки сигналов?
