![](http://www.nedopc.org/nedopc/image/nedobanner3.gif) |
nedoPC.orgElectronics hobbyists community established in 2002 |
![](http://www.nedopc.org/nedopc/image/nedobanner4.gif) |
Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП транзисторов
Author |
Message |
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Не знаю, страшно, или не страшно, вот думаю... Получается, что начиная с 0.5В и до 4.5В идёт сквозной ток. В стандартных CMOS - пороги примерно 1.6 В в обоих плечах. Поскольку я хотел видеть "сток-затворную" на осциллографе, то 1 Ом - это датчик тока. С него снимается напряжение пропорциональное току: U = (1 Ом)*I. Ну и 1 Ом, как "амперметр" не сильно влияет на измерения. На канал А осциллографа - подается пила, амплитудой 5В с затвора. На канал В осциллографа - подается U = (1 Ом)*I. Осциллограф включаестся в режим В от А.
_________________ iLavr
|
15 Dec 2018 11:44 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
Ну так как у нас симулятор, то он и так умеет показывать ток в любой цепи - хитрости со снятием напряжения с одно-омного сопротивления поди ненужны?
|
15 Dec 2018 13:09 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
Вот сравнительные графики для транзисторов с разницей в размерах в 3 раза:
|
15 Dec 2018 13:18 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
Ну так и есть - именно поэтому на CMOS-входы рекомендуется подавать напряжение близкое к нулю либо близкое к напряжению питания для нормальной работы Кстати никто не требует, чтобы при подаче разрешённых 1.5 В на стандартный CMOS этого сквозного тока небыло ![;)](./images/smilies/icon_wink.gif) т.е. хочешь минмального токопотребления - подавай строго 0 либо строго 5 с крутыми фронтами (спадами)
|
15 Dec 2018 13:23 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Когда мы будем сравнивать реальность с расчетом, ток в любой цепи нам никто не покажет. Поэтому я и делаю расчет так, как будет проходить измерение в реальности. Когда мы что-то измеряем, то вмешивемся в работу измеряемой цепи, это может повлиять на результат измерения. Если бы я в расчете увидел, что 1 Ом в данном случае некорректно, я бы взял в расчет 0.5 Омили даже 0.2 Ом. Ну как я предварительно прикидывал...пороги Vgs_th транзисторов у тебя где-то в районе 0.5 В ... 1 В. Ты специально таким значением задавался ориентировочно, или просто так само получилось?
_________________ iLavr
|
16 Dec 2018 12:06 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Там есть одно "НО", которое расчеты учесть не могут. В реальных CMOS-структурах при сквозном токе возможен т.н. "тиристорный эффект", когда вентиль "защелкивается" и не работает. Особенно это проявляется в моменты включения. И еще есть один момент не совсем приятный и также трудно учитываемый в расчетах. Поскольку пороги срабатывания инвертора в рассматриваемой ситуации определяются крутизной сток-затворных характеристик, пороги могут начать "плавать" от температуры, поскольку сток-затворная характеристика mos транзистора от температуры зависит прилично.
_________________ iLavr
|
16 Dec 2018 12:15 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
Я просто взял модели из самого LTspiceIV - nmos4 и pmos4 (то бишь четырёхногие) - вручную только вставлял значения для параметров W и L, чтобы сделать транзисторы разными по площади
|
16 Dec 2018 13:49 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
![Reply with quote Reply with quote](./styles/getaway/imageset/en/icon_post_quote.gif)
![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | Shaos wrote: ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | Shaos wrote: А теперь о том, как это всё можно протестировать на "рассыпухе" - связываться со старыми 4007 не очень хочется, и как я уже упоминал вот тут, обратим внимание на современные CMOS сборки: ALD1105 - две пары комплиментарных MOSFET-транзисторов: ALD1115 - одна пара комплиментарных MOSFET-транзисторов: ![Image](http://www.nedopc.org/nedopc/upload/ALD1115.gif) Например на DigiKey цены такие: 4-транзисторная ALD1105 в DIP - 1 по $2.70, 25 по $2.18, 100 по $1.96 (в данный момент отсутствует) 4-транзисторная ALD1105 в SOIC - 1 по $2.70, 25 по $2.18, 100 по $1.96 (в данный момент есть 32 штуки) 2-транзисторная ALD1115 в DIP - 1 по $2.02, 10 по $1.82, 25 по $1.63, 100 по $1.46 (в данный момент есть 125 штук) 2-транзисторная ALD1115 в SOIC - 1 по $2.02, 10 по $1.82, 25 по $1.63, 100 по $1.46 (в данный момент есть 23 штуки) Mouser будет чуток подешевле: 4-транзисторная ALD1105 в DIP - 1 по $1.98, 10 по $1.91, 25 по $1.57, 100 по $1.27 (в данный момент есть 85) 2-транзисторная ALD1115 в DIP - 1 по $1.48, 10 по $1.43, 25 по $1.17, 100 по $0.945 (будут доступны только с 24 февраля) P.S. В последнем случае правда в описании ошибка - написано, что у них канал Depletion, а на самом деле Enhanced... | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) |
Короче купил и тех, и других - буду собирать на микросхемных разъёмах, чтобы можно было переиспользовать микросхемы после тестирования... | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) | ![](images/spacer.gif) |
Надо ещё ALD1117 докупить т.к. если моделировать троичные селекторы с компараторами, то надо больше PMOS-транзисторов: P.S. К 2024 году цены на подобные сборки транзисторов перевалили за $5 ![:o](./images/smilies/icon_eek.gif)
|
08 May 2020 09:59 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
![Reply with quote Reply with quote](./styles/getaway/imageset/en/icon_post_quote.gif)
Вот разные CMOS-микросхемы, что я как оказалось приобрёл ещё в 2011 году (идея такого использование логических элементов CMOS посетила меня 3 ноября 2011 года на первой странице этого топика после листания книжек по технологии CMOS): ![Image](http://www.nedopc.org/forum/download/file.php?id=14375) Я возлагаю большие надежды на CD4001UBE (4 небуферизированных вентиля ИЛИ-НЕ) и CD4011UBE (4 небуферизированных вентиля И-НЕ) - если всё пойдёт по плану, то 2 корпуса (1xCD4001UBE и 1xCD4011UBE) могут обслужить 4 троичных входа, за которыми могут быть установлены один или больше корпусов CD4052 (два аналоговых селектора 1:4 с общим 2-битным управлением), каждый из которых будет обеспечивать реализацию двух троичных селекторов, имеющих один управляющий вход (в реальных троичных схемах один и тот же управляющий сигнал обычно подаётся на несколько селекторов). Троичные селекторы попроще (неполные типа XXY и XYY) можно делать на одном вентиле И-НЕ или на одном вентиле ИЛИ-НЕ, а в качестве ключей брать CD4053 (3 переключателя с независимым управлением). P.S. Прикинул полный троичный сумматор A+B+C=C'S на таком подходе - вместо 12 корпусов DG403 (или 7 полных тримуксов) на CMOS это займёт только 9 корпусов (по 1 корпусу CD4001UBE и CD4011UBE и ещё 7 корпусов CD4052), причём ещё останутся четвертинки в NOR и NAND - если всё делать на большой плате можно ещё сэкономить, разделяя кусочки микрух по разным функциональным блокам...
|
06 May 2024 17:34 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
![Reply with quote Reply with quote](./styles/getaway/imageset/en/icon_post_quote.gif)
Ну что - трюк с CD4001UBE и CD4011UBE удался! ![:lol:](./images/smilies/icon_lol.gif) Собрал на бредборде тест из этих двух микросхем, подключил 5-вольтовое питание и поподкручивал точный подстроечник 10 кОм, измеряя напряжение на входе (соединённые вместе два входа соответствующего вентиля) и выходе одного из вентилей обеих микросхем поочерёдно (подключив остальные входы на землю) - вот такая картинка получается: Выходит, что порог срабатывания небуферизированного ИЛИ-НЕ с соединёнными входами - около 2 вольт, а порог срабатывания небуферизированного И-НЕ с соединёнными входами - около 3 вольт (это всё при 5-вольтовом питании). Получается смещение от середины на полвольта в одну и на полвольта в другую сторону - почти идеально! ![:)](./images/smilies/icon_smile.gif) P.S. Текущие цены на эти микросхемы: плюс сдвоенные аналоговые селекторы 1:4 с общим управлением: ну и в некоторых случаях могут понадобиться строенные аналоговые переключатели с независимым управлением: P.P.S. Учитвая, что цены на DG403 всегда кусались (прямо сейчас их можно взять по $3.85 за одну при покупке 100 штук), троичный компьютер на 4000й серии выйдет сильно дешевле - в частности один полный сумматор вместо $3.85*12=$46.20 обойдётся (если применять цены за сотню и проигнорировать стоимость платы и кондёров) в $0.48+$0.53+7*$0.50=$4.51 т.е. дешевле более чем в 10 раз! P.P.P.S. Сразу захотелось построить на таком подходе троичный компьютер 3niti 4000 ![:lol:](./images/smilies/icon_lol.gif)
|
08 May 2024 01:19 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
rvnick
Fanat
Joined: 06 Nov 2013 14:09 Posts: 68 Location: 82.147.177.70
|
Если использовать трёхвходовые логические элементы, станет ли это "окно" больше?
|
08 May 2024 20:21 |
|
![](./styles/getaway/theme/images/spacer.gif) |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22820 Location: Silicon Valley
|
Безусловно Проблема лишь в том, что CD40xxUBE (безбуферные) логические элементы с 3 и более входами в данный момент НЕ продаются ![:(](./images/smilies/icon_frown.gif) (возможно на просторах СНГ можно отыскать остатки советской безбуферной серии К561 в которой такие многовходовые элементы были - в частности К561ЛЕ10 и К561ЛА9) На самом деле окно шириной в 1 вольт при 5-вольтовом питании вполне ок P.S. Надо будет перемерять при 10-вольтовом питании - у меня ведь боевой вариант подразумевает -5В,0,+5В (разброс 10 вольт)...
|
08 May 2024 20:31 |
|
|
Who is online |
Users browsing this forum: No registered users and 8 guests |
|
You cannot post new topics in this forum You cannot reply to topics in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot post attachments in this forum
|
|