ЗНАКОМСТВО С ПРОГРАММОЙ MICRO-CAP. ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ТТЛ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с программой схемотехнического моделирования и проектирования MC8DEMO из семейства Micro-Cap (Microcomputer Circuit Analysis Program) фирмы Spectrum Software. Изучить характеристики ключевых схем на биполярных транзисторах и базовых схем логических элементов ТТЛ, используя возможности программы MC8DEMO.

2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ MC8DEMO

Программа MC8DEMO является студенческой или демонстрационной версией, которая предназначена для моделирования простых электронных схем, содержащих не более 50 компонентов или 100 связей, что вполне достаточно для изучения базовых схем цифровой техники и их характеристик. Эта программа свободно доступна на сайте http://www.spectrum-soft.com.

Программа позволяет создавать проектируемые аналоговые, цифровые и смешанные аналого-цифровые электрические схемы, выполнять их ввод для моделирования и получения характеристик, изменять параметры схем для получения требуемых характеристик.

Программа позволяет выполнять анализ нелинейных электронных схем по постоянному току, выполнять расчет переходных процессов, рассчитывать частотные характеристики. Есть средства синтеза пассивных и активных аналоговых фильтров. Программа может строить графики результатов моделирования.

Спроектированные и отработанные схемы, а также графики, отображающие их характеристики, могут выводиться в графическом виде для документирования.

Для освоения студенческой или профессиональной версии программы Micro-Cap следует обратиться к источнику [ 1 ].

3. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАБОТЕ КЛЮЧЕЙ

3.1. СТАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ КЛЮЧЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Роль коммутирующего ключевого элемента в ключах рис.1,2 играет выходной транзистор, который в статических состояниях находится либо в режиме отсечки (пропускает минимальный остаточный ток, близкий к нулевому), либо в режиме насыщения (на нем падает минимальное остаточное напряжение, близкое к нулевому), и только при смене состояний он в течение некоторого времени находится в активной области.

Остаточный ток и остаточное напряжение являются главными статическими параметрами ключа.

В запертом состоянии ключа рис.1, строго говоря, должно выполняться условие Uвх < 0. В этом случае эмиттерный и коллекторный p-n переходы транзистора смещены в обратном направлении. Однако кремниевый p-n переход остается запертым и при положительном напряжении, если Uвх < U0 (U00,7В – напряжение на открытом p-n переходе, которое считают напряжением отпирания p-n перехода). При этом токи всех трех выводов транзистора обычно не превышают долей микроампера. Простейшей моделью (схемой замещения) запертого кремниевого транзистора является разрыв всех его выводов (рис.3,а).

В данной лабораторной работе исследуются ключи на кремниевых транзисторах, поэтому токи запертого транзистора в последующем изложении считаются нулевыми.

В режиме насыщения транзистора оба p-n перехода смещены в прямом направлении. В таком случае напряжение UбэU0, а остаточное напряжение между коллектором и эмиттером Uкн = Uр + Iкн rк , где Uр – разность напряжений на эмиттерном и коллекторном переходах; Iкн - ток коллектора; rк - сопротивление коллекторного слоя. ............