Полевые транзисторы СВЧ

40.Виды триггеров (RS, JK, T, D). Триггер Т можно представить в общем случае как устройство, состоящее из ячейки памяти ЯП и логического устройства ЛУ управления, преобразующего входную информацию в комбинацию сигналов, под воздействием которых ЯП принимает одно из двух устойчивых состояний. Информационные сигналы поступают на входы А и В ЛУ и преобразуются в сигналы, поступающие на внутренние входы S’ и R’ ЯП. Процесс преобразования информационных сигналов осуществляется при воздействии сигналов, подаваемых на вход Т предустановки и вход С синхронизации. Вход Т обычно используется для разрешения приема информации, а исполнительный вход С обеспечивает тактируемый прием информации. В простейшем триггере ЛУ может отсутствовать, а информационные сигналы подаются непосредственно на входы S и R ЯП. При наличии входа С триггер наз синхронным, а при его отсутствии – асинхронным. Изменение состояния асинхронного триггера происходит сразу же после соответствующего изменения потенциалов на его информационных входах А и В. В синхронном триггере изменение состояния может произойти только в момент присутствия соответствующего сигнала на входе С. Синхронизация может осуществляться импульсом (потенциалом) или фронтом (перепадом потенциала). В первом случае сигналы на информационных входах оказывают влияние на состояние триггера только при разрешающем потенциале на входе С. Во втором случае воздействие информационных сигналов проявляется только в момент изменения потенциала на входе С, т.е. при переходе его от 1 к 0 или от 0 к 1. Универсальные триггеры могут работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах. Основные типы триггеров в интегральном исполнении получили следующие названия: SR-триггер, JK-триггер, D-триггер, T-триггер. SR-триггер имеет два информационных входа S и R. Подача на вход S сигнала 1, а на вход R сигнала 0 устанавливает на выходе Q триггера сигнал 1. Наоборот, при сигналах S = 0 и R = 1 сигнал на выходе триггера Q = 0. Функционирование SR-триггера определяется уравнениями: Q_n = (S + RQ)_n-1; SR = 0. Для SR-триггера комбинация S = 1 и R = 1 является запрещенной. После такой комбинации информационных сигналов состояние триггера будет неопределенным: на его выходе Q может быть 0 или 1. Существуют разновидности SR-триггеров, называемые E-, R- и S-триггерами, для которых сочетание S = R = 1 не является запрещенным. E-триггер при S = R = 1 не изменяет своего состояния (Q_n = Q_n-1). S-триггер при S = R = 1 устанавливается в состояние Q = 1, а R-триггер в этом случае устанавливается в состояние Q = 0. Jk-триггер имеет также два информационных входа J и K. Подобно SR-триггеру, в JK-триггере J и K – это входы установки выхода Q триггера в состояние 1 или 0. Однако, в отличие от SR-триггера, в JK-триггере наличие J = K = 1 приводит к переходу выхода Q триггера в противоположное состояние. JK-триггеры синхронизируются только перепадом потенциала на входе С. Условие функционирования JK-триггера имеет вид: Q_n = (JQ + KQ)_n-1. D-триггер, или триггер задержки, при поступлении синхросигнала на вход С, устанавливается в состояние, соответствующее потенциалу на входе D. Уравнение функционирования D-триггера имеет вид: Q_n = D_n-1. Это уравнение показывает, что выходной сигнал Q_n изменяется не сразу после изменения входного сигнала D, а только с приходом синхросигнала, т.е. с задержкой на один период импульсов синхронизации (Delay – задержка). Синхронизация D-триггера может осуществляться импульсом или фронтом. T-триггер, или счетный триггер, изменяет состояние выхода по фронту импульса на входе С. Кроме синхровхода С Т-триггер может иметь подготовительный вход Т. Сигнал на этом входе разрешает (при Т = 1) или запрещает (при Т = 0) срабатывание триггера от фронтов импульсов на входе С. Функционирование Т-триггера определяется уравнением: Q_n = (QT + QT)_n-1. Из этого уравнения следует, что при T = 1 соответствующий фронт сигнала на входе С переводит триггер в противоположное состояние. Частота изменения потенциала на выходе Т-триггера в два раза меньше частоты импульсов на входе С. Это свойство Т-триггера позволяет строить на их основе двоичные счетчики. Поэтому эти триггеры и называют счетными. Счетный триггер без входа Т ведет себя так же, как и Т-триггер при Т = 1.

41.Термоэлектронная эмиссия. Электронной эмиссией наз процесс испускания телом электронов в окружающее его пространство. Для обеспечения выхода электронов из тела им требуется сообщить дополнительную энергию. В связи с этим рассматриваются следующие виды электронной эмиссии: термоэлектронная, электростатическая, фотоэлектронная и вторичная. При термоэлектронной дополнительная энергия электронная сообщается путем нагревания тела. Электростатическая эмиссия возникает за счет большой напряженности электрического поля у поверхности тела. При фотоэлектронной эмиссии поверхность тела подвергается освещению. Вторичная эмиссия появляется в результате воздействия электронного потока первичной эмиссии на поверхность тела. Электрод, создающий электронный потом, наз катодом. Ток термоэлектронного катоды зависит от его температуры. Плотность термоэлектронной эмиссии (тока насыщения) определяется уравнением Ричардсона и Дешмэна где φ₀ – удельная работа выхода электронов из катоды, φ_T = kT/q – тепловой потенциал, k – постоянная Больцмана, I_s = AT², A = 120A см^-2K^-2 – постоянная Ричардсона. Уравнение показывает, что плотность тока эмиссии I_e увеличивается с увеличением температуры T. Эффективность катоды характеризуется отношением предельного тока катода к мощности, затрачиваемой на его нагрев до рабочей температуры, и измеряется в мА/Вт. Для обеспечения долговечности катода и стабильности его параметров предельный ток катода выбирается значительно меньше тока эмиссии. Весьма важным показателем катоды является его долговечность, которая характеризует его эксплуатационные свойства. Обычно долговечность катода определяют по снижению тока эмиссии на 20% от номинального значения. Катоды бывают прямого и косвенного накала. Катоды прямого накала выполняют из тугоплавкого металла – вольфрама или молибдена. Катоды косвенного накала состоят из подогревателя и керна (или подложки), на который наносят металл с малой работой выхода электронов. Рабочая температура подогревных катодов значительно ниже температуры катодов прямого накала, поэтому и эффективность оказывается более высокой. В качестве металла, наносимого на поверхность керна, обычно используют барий.

42.Принципы построения триггеров. Простейший асинхронный RS триггер состоит из двух ячеек И-НЕ (или ИЛИ-НЕ), замкнутых в кольцо, и по существу представляет ЯП без дополнительного ЛУ. Аналогичный SR-триггер в интегральном исполнении. Переключении SR-триггеров производится сигналов «0», подаваемым на входы S или R. Такие простейшие триггеры входят во все типы более сложных триггеров. Простейший синхронный SR-триггер содержит кроме ЯП еще ЛУ из двух ячеек И-НЕ. Их переключение производится сигналом «1», подаваемым на входе S или R, или только при наличии синхросигнала С = 1.

43.Электровакуумный диод. Типы. Вольтамперные характеристики. Дифференциальное сопротивление. Схемы включения. Двухэлектродная лампа, в которой кроме катода имеется второй электрод. Оба электрода помещаются в стеклянный или керамический баллон, из которого откачивается воздух. Если напряжение на аноде положительно относительно катода, то электроны, эмитируемые катодом, движутся к аноду, создавая анодный ток. При отрицательном напряжении на аноде тока нет, следовательно, диод проводит только в одном направлении. Это свойство диода определяет его основное назначение – выпрямление переменного тока. Для практических целей очень важно знать, как зависит ток анода от напряжения на нем, т.е. установить зависимость . Исследования показали, что для многих конструкций диодов ток анода пропорционален напряжению на аноде в степени три вторых, т.е. где U – напряжение на аноде, G – коэффициент, зависящий от размеров анода и конструкции лампы. Это уравнение наз законом «трех вторых», или законом Чайльда-Ленгмюра. Первое допущение, сделанное при выводе уравнения, состоит в том, что эмиссия катода не ограничена. Практически же ток анода ограничен эмиссионной способностью катода. Когда ток анода достигает значения тока эмиссии катода, наступает его насыщение и дальнейший рост тока анода замедляется. Однако явно выраженное насыщение наблюдается только у диодов прямого накала с вольфрамовыми катодами. У диодов косвенного накала резко выраженного участка насыщения нет и рост тока анода продолжается, но становится медленнее. Второе допущение состоит в том, что потенциал катода считается одинаковым во всех его точках и равным нулю. В реальных диодах (особенно прямого накала) это условие не выполняется, что приводит к различной эмиссии с различных участков катода. Для практического использования диода очень важно знать его внутреннюю проводимость (внутреннее сопротивление). Внутренняя дифференциальная проводимость диода S (наз также его крутизной) определяется формулой: . Внутреннее дифференциальное сопротивление диода определяется формулой . У реальных диодов внутреннее сопротивление лежит в пределах 20…1000 Ом. Электрическая мощность, рассеиваемая диодом: . Это мощность выделяется на аноде в виде тепла. Анод располагается внутри баллона и передает это тепло в окружающее пространство через крепежные детали и стенку баллона. При выпрямлении переменного тока напряжение и ток анода изменяются, поэтому мощность рассеивания можно определять: . Электровакуумные диоды применяются для выпрямления переменного тока и детектирования модулированных сигналов. Диоды предназначенные для использования в выпрямителях, обычно наз кенотронами. Условное обозначение диода состоит из ряда цифр и букв. Первые цифры указывают напряжение накала в вольтах. Затем следует буква, обозначающая назначение диода: Ц – кенотрон, Х – детектор, Д – демпфер колебаний.