Файл: Пакулов, Н. И. Мажоритарный принцип построения надежных узлов и устройств ЦВМ.pdf

Преобразуя выражение (1.144), имеем

« 1 = “ вх н 4 - k ? r In ^ 2fs lRt ' 3" 2/^/?., ( ll1 4 5 )

Рассмотрев цепь от точки 1 до входа переключателя то­ ка, запишем следующее выражение:

HgUI = Ы, Uду = U, 1ч[ /з (^6in/^S7^^) “l- 1 ]• 0 • 146)

Два последних выражения представляют собой систе­ му двух уравнений с двумя неизвестными. Если задано Ыпхн, то неизвестными являются ui и ибт- Система этих двух уравнений устанавливает для рассматриваемого случая однозначную связь напряжения «61 на входе пе­ реключателя тока с входными напряжениями (мВх) МЭ.

Оценим для рассматриваемого случая соотношение напряжений «апги «Пхп. Если за счет выбора напряжения источника питания Еi и сопротивлений резисторов R1 и- R4 токи диодов / Д1, / д2 и IД7 получаются равными и

если диоды Д1, Д2 и Д7 имеют одинаковые вольт-ампер-

щегося в диод Д7. Предположим, что различие между этими токами настолько велико, что выполняется соотно­

При получении этого результата учитывалось, что (7д;Д-

“Ь ^ И ^Д 7^ S7 ^ ^ ’

57

Положив £=1,5 и фт= 0,026 В, что для кремниевых полу­ проводниковых приборов при комнатной температуре вы­ полняется; находим ивы—Ицхи~27 мВ.

Это означает, что напряжение ивы устанавливается ниже нижнего входного уровня па 27 мВ. Если в соот­ ветствии с требованиями потенциального согласования элементов положить и1!Хп—ивх П= «п:>~0,8 В, то отклоне­ ние «51 п от нижнего значения входных уровней составит примерно 3% от размаха входных напряжений. Таким образом, даже двукратное различие токов входных дио­ дов и диодов смещения не приводит к значительному различию напряжений ивы и ыВхи.

Рассмотрим второй случай, когда на одном входе дей­ ствует высокий уровень напряжения, а на двух входах— низкие уровни. Так как все входы равноценны, то для определенности будем считать, что высокий уровень на­ пряжения действует на первом входе, а низкие уровни— па втором и третьем входах. В этом случае диод Д1 закрыт и проводит лишь незначительный обратный ток /si. Все остальные диоды открыты. Входной ток (iв) пере­ ключателя тока должен 'быть равен нулю.

ложим, что ток диода Д2 возрос по сравнению с током

58

В первом случае в два раза за счет запирания диода Д1 и переключения тока / д/ в диод Д2. Из выражения

вольт-амперной характеристики диода находим, что при увеличении тока диода в два раза прирост напряжения на диоде составляет % т In 2. Так как в рассматриваемом

Если предположить, что при поступлении на первый е х о д напряжения высокого уровня Uz и из остались без изменения, и учесть, что напряжение щ возросло на ве­ личину йфт 1п 2, то можно получить следующее отноше­ ние:

Учитывая, что экспоненциальные слагаемые в числителе и знаменателе значительно больше единицы, пренебре­ гаем последними и получаем окончательное выражение

Гак как токи 1Д8 и Iдд равны между собой и составляют в сумме половину тока /4, то каждый из них равен 74/4.

Формулы (1.147) и (1.150) позволяют определить напря­ жение на входе переключателя тока по известным пара­ метрам элементов схемы и значению нижнего уровня входного напряжения.

Если потребовать для этого случая равенства значе­ ния Ыб1нижнему значению входного напряжения ивх ш то при идентичных диодах Д2 и Д7 это равносильно требо­ ванию равенства токов диодов, что вытекает из следую­

59

Равенство игл й ^вх.н 'ВОЗМОЖНО ЛИШЬ В СЛУ'ЧЗб, ОСЛЙ

^ Tl n [ ( V / s /) + l ] - k p Tln [(1Д7/137) + 1] = 0.

Если диоды идентичны, то ISI = / s_, следовательно, ра­ венство справедливо лишь при .1Д2 — 1д7.

Из этих же соотношений следует и другой вывод. При идентичных диодах схем И и ИЛИ и при одинаковых токах, протекающих через диоды, уровень входного на­ пряжения МЭ передается на вход переключателя тока без изменения.

Теперь рассмотрим случай, когда на двух входах, на­ пример первом и втором, действуют высокие уровни на­ пряжений, а на одном (третьем) -—низкий. Так как от­ крытое состояние диодов Д1 и Д2 сохраняется и в этом случае, то из приближенных оценок, замечаем, что по­ тенциал точки 1 (рис. 1.24) становится выше потенциалов точек 2 и 3 примерно на величину размаха входного сиг­ нала. Это видно из следующих соотношений:

Аналогично можно получить и значение разности щ—из. Так как на аноде диода Д7 действует более высокий потенциал, чем на анодах диодов Д8 и Д9, то за счет

тока / Д7, напряжение «61 становится выше напряже­

ний «2 и из, поэтому диоды Д8 и Д9 закрыты. Для этого случая -схему, изображенную на рис. 1.24, можно пред­ ставить в упрощенном виде (рис. 1.25). При рассматри­ ваемом сочетании входных сигналов напряжение uei на входе переключателя тока должно быть выше опорного (Иоп), а ток t6#0. На рис. 1.25 не -показаны обратные токи диодов Д8 и Д9. Для учета этих токов их необхо­ димо просуммировать с токами h и ie(u<a).

60