Zadaci za pripremu prvog kolokvijuma (pdf)

LOGIČKA KOLA 43a) Na slici 1.51 prikazan je CMOS invertor sa zaštitinim diodama D 1 i D 2 . Akoje ulazni napon invertora u opsegu−V γ < U ul < V dd + V γ , (1.253)gde je sa V γ obeležen napon uključivanja diode, zaštitne diode su isključene i njihovuticaj na karakteristiku invertora može da se zanemari. Ako je ulazni napon izvandatog opsega, jedna od dioda će voditi i tada je ulazni napon invertora ograničen navrednostU ulmax = V dd + V d , (1.254)kada vodi dioda D 1 , odnosno na vrednostU ulmin = −V d (1.255)kada vodi dioda D 2 (zanemaren je pad napona na unutrašnjoj otpornosti diode).Ograničavanjem ulaznog napona invertora se štiti oksid izmed - u gejta i kanala,kako ne bi došlo do proboja do koga može doći i usled male količine elektrostatičkognaelektrisanja. Zbog veoma velike ulazne otpornosti invertora od 10 12 do 10 14 Ω, ivrlo male struje, koje mogu nastati usled elektrostatičkog pražnjenja, mogu na gejtustvoriti veliki napon od nekoliko desetina do nekoliko stotina volti. To može dovestido proboja oksida izmed - u gejta i kanala, koji je inače veoma tanak tj. tanji od 0,1µm,i potpune destrukcije tranzistora.Nažalost, diode D 1 i D 2 , koje štite gejt od proboja, kvare karaktristike astabilnihmultivibratora. Neka jeU C (0 − ) = V (1) = 5VU B (0 − ) = V (0) = 0V.(1.256)Kondenzator se preko otpornika R puni tako da napon tačke A raste dostižućinapon pragaU A (0 − ) = V T = 2, 5V (1.257)što će izazvati promenu u kolu. Tada je napon na kondenzatoruNa početku narednog kvazistabilnog perioda jeU k (0 − ) = U A − U B = V T . (1.258)U B (0 + ) = V (1)U C (0 + ) = V (0).(1.259)Pad napona iz tačke C se kroz kondenzator prenosi do tačke A, gde sada naponima vrednostU A (0 + ) = U B + U k = V dd + V T . (1.260)Zbog visokog napona na ulazu invertora, V dd + V T > V dd + V d , provela je zaštitnadioda D 1 . Uvek će se na početku kvazistabilnih perioda, zbog promena nastalih naizlazima invertora, javljati skok napona na ulazu invertora gde je vezan kondenzator,zbog čega će se uključivati odgovarajuća zaštitna dioda. Sve dok jeV dd + V T > U ul = U A > V dd + V γ (1.261)