Post on 23-Feb-2018
transcript
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
1/253
Uvod u elektroniku
Ivan Bela
Fiziki fakultet
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
2/253
Paul Horowitz-Harvard
Winfield Hill-Rowland Instituteat Harvard
fizikaelektronika
SETI
SearcforE!traTerrestialIntelli"ence
elektronika
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
3/253
#snovni $o%&ovi 'fizike veliine( vezani za elektronikuSi"nali 'sinusni i dru"i(
Pasivne ko&$onente 'kondenzatori) induktiviteti) diode itd*(TranzistoriTranzistori sa efekto& $ol%a 'FET) +FET) ,#SFET(#$eracioni $o%aavai i $ovratna s$re"aktivni filtri i oscilatori.i"italna elektronika
/o&0inaci%a di"italne i analo"ne elektronike/o&$%uteri i ,ikrokontroleri
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
4/253
FizikaElektrotenika
Elektronika
1arnini oda2il%ai3at4s-wisker $ri%e&nici1akuu&ske ceviSolid-state ko&$oneteInte"risana kola
5SI 15SI
Procesori Bioi$ovi Su$er$rovodnici
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
5/253
U elektronici $rati&o $ro&enu dve osnovne veliine6napona i struje
Napon'1 iili E( iz&e7u dve take $redstavl%a utro2ak ener"i%e$otre0an da se %edinino $ozitivno naelektrisan%e $re&esti sane"ativni%e take 'ni8i $otenci%al( do $ozitivni%e take 'vi2i $otenci%al(/oriste se i nazivi6potencijalna razlika
elektromotorna silaE,S
+edinica za na$on-volt'1(
Struja'I( $redstavl%a 0rzinu $rotican%a naelektrisan%a u neko% taki*+edinica za stru%u %e a&$er '(*Pre&a konvenci%i s&atra se da stru%a tee iz $ozitivni%e take $re&ane"ativni%o% iako %e kretan%e elektrona o0rnuto*
9a$on-iz&e7u dve take u koluStru%a-kroz ure7a% ili vezu u kolu
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
6/253
Naponsvara&o $o&o:u60ateri%a 'elektroe&i%ski izvori(
"eneratora 'elektro&a"netni izvori(solarni :eli%a itd* aStru%e do0i%a&o $ostavl%a%u:i na$on na ele&ente9a$one i stru%e &eri&o $o&o:u volt&etra) a&$er&etraa $ro&enu na$ona u vre&enu 'si"nal( ;oscilosko$o&
9ekoliko $ravila za na$one i stru%e6
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
7/253
>* Stvari 'ko&$onente sa dva izvoda( ko%e su vezane $aralelnoi&a%u isti na$on iz&e7u za%edniki taaka*
Ili6 =0ir ?$adova na$ona@ od do B kroz %ednu $utan%u u kolu%ednak %e z0i%u $adova na$ona kroz 0ilo ko%u dru"u $utan%u i%ednak %e na$onu iz&e7u taala i B*
Ili 0r*> 6 =0ir $adova na$ona u zatvoreno& kola %e %ednak nuli*
#vo %e Kirhohov zakon za napone*
A* Snagako%u tro2i ure7a% %e
P1 I
Sna"a 'ener"i%a u %edinici vre&ena( odlazi na to$lotu 'disi$aci%a(na &eaniki rad '&otori() izraenu ener"i%u 'la&$e) odail%ai()ili de$onovanu ener"i%u '0ateri%e) kondenzatori itd*(
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
8/253
I-1 karakteristika
Otpornici6 linearna zavisnost I ;1Kondenzator6I $ro$orcionalno $ro&eni 1Diode6 Stru%a $rotie u %edno& s&eruTermistori6 te&$eraturno zavisan ot$orFotootpornici6 svetlosno zavisni ot$ori
#t$ornici se o0ino $rave od &etala ili u"l%enika ili neko" sla0o"$rovodnika* /arakterisan se svo%i& ot$oro&6
R1CI #&ov zakon
.ru"e karakteristike su 6 sna"a ko%u &o8e da disi$ira ot$ornikte&$eraturni koefici%ent2u&na$onski koefici%entsta0ilnost sa vre&eno&
induktivnost
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
9/253
#t$ornici vezani redno i $aralelno
* Paralelna veza
21
21
RR
RRR
+=
Provodnost D
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
10/253
UlazIzlaz
Skoro sva kola $rivata%u neku vrstuulaza i da%u nekakav izlaz* #snovna
/arakteristika kola ko%a $ovezu%e ulaz iizlaz %e $renosna funkci%a*
!azdelnik napona
-kolo ko%e za odre7eni na$on na ulazu da%e $redvi7enideo ulazno" na$ona na izlazu*
ko ne&a $otro2aa na izlazu stru%a u kolu i izlazni na$on sudati sa6
21 RR
VI in
+=
inout VRR
RIRV
21
22 +==
Izlazni na$on %e uvek &an%i 'ili %ednak( od ulazno" 'delitel%(
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
11/253
Idealni naponskiizvor %e crna kutijasadva izvoda ko%a na n%i&a zadr8ava konstan-tan na$on 0ez o0zira na ot$or $otro2aa*!ealan izvor&o8e da da sa&o o"ranienustru%u i uo$2teno on se $ona2a kao idealan izvor saredno vezani& ot$orniko&* to %e ova% ot$or &an%i to%e izvor 0ol%i*9a$onski izvor voliotvoreno kolo a mrzikratak s$o%*
Idealni strujni izvor%e crna kuti%a sa dvaizvoda ko%a odr8ava stru%u us$ol%no& kolu 0ez o0zira na ot$or$otro2aa ili $ri&en%eni na$on*
Realni stru%ni izvori i&a%u o"ranien%e una$onu ko%i &o"u $ri&eniti da0i odr8ali konstantnu stru%u u kolu'compliance-$o$ustl%ivost(*Stru%ni izvori volekratak s$o%) a mrzeotvoreno kolo*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
12/253
Teveninova teorema"lasi da %e svakadvoizvodna &re8a ot$ornika i na$onski
izvora ekvivalentna %edno& ot$orniku R seri%skivezani& sa %edni& na$onski& izvoro& 1*Slino6Nortonova teorema"lasi da se &re8a &o8e svesti na%edan stru%ni izvor $aralelno vezan sa %edni& ot$orniko&*
1t -Teveninov na$on %e na$on otvoreno" kolaRt; ot$or se do0i%a iz stru%e kratko" s$o%a *.akle61t1'otvoreno kolo(
)(
)(
spojkratakI
kolootvorenoVRth =
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
13/253
Pri&ena kod delitel%a na$ona
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
14/253
Prikl%uivan%e $otro2aa na kra%eve delitel%a izaziva $ad na$ona naizlazu) z0o" konano" ot$ora izvora*Re2en%e6 vrst izvor ; &alo R>u razdelniku '"ru0a sila(
ili kori2:en%e aktivni ko&$onentiR$otro2aaRunutra2n%e
Prenesena sna"ako %e R$otG onda 1$otGI1izvCIizv P$otGko %e R$ot onda 1$ot 1izvIG P$otG
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
15/253
9elinearni ele&enti-ot$or zavisi od 1Potre0no %e znati na"i0 1-I kriveT%*&ale $ro&ene na$ona $ri &ali& $ro&ena&a
stru%e 1C I-veliina se &eri %edinica&a ot$oranaziva se otpor pri malim signalima
inkrementalni otpor
dinami"ki otpor
Pri&er6 =ener dioda
RdinVVI outin
=
R
VVI outin
=
)( outindyn
dynout VVR
RIRV ==
in
dyn
dyn
out V
RR
RV
+
=
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
16/253
Tunelske diode.ru"i naziv- Esaki diode
U re"ionu B dioda i&ane"ativan dina&iki ot$or*#osledica$
delitel% na$ona sastavl%en od diodei ot$ornika &o8e da radi kao $o%aava*
=a &ali ulazni si"nal vsi"i&a&o $o%aanisi"nal6
sig
t
out v
rR
Rv
+
=
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
17/253
#&ov zakon) /irova $ravila) Teveninovateore&a va8e i za na$one i stru%e ko%e se&en%a%u u vre&enu*
Si"nali na$oni ko%i se &en%a%u u vre&enu- 3 kola
Sinusoidalni si"nali-na%$o$ularni%i*/ada "ovori&o o frekvenci%i si"nala &isli&o na sinusodalan si"nal*,ate&atiki o0lik6
ftAV 2sin=-a&$lituda) f-frekvenci%a
)2sin( += ftAV
U trenutku tG faza %e razliita od nule*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
18/253
tAV sin=
Sinusni talasi-re2en%a &no"i diferenci%alni %ednainako%e o$isu%u kako $rirodne $o%ave tako i svo%stva linear-ni kola*
5inearna kola- izlaz ko%i $otie od z0ira si"nala na ulazu %ednak %e z0iru izlaza
ko%i $otiu od $o%edinani si"nala* #'LB(#'(L#'B(*5inearno kolo na sinusni ulaz od"ovara sinusni& izlazo&) a faza i a&$litudase &en%a%u* #vo se ne &o8e re:i za sve ostale si"nale*-frekventni odziv-f $o%aavai i&a%u ravan frekventni odziv u o$se"u od >GHz ; >GkHz*9aini karakterizaci%e &a"nitude si"nala*
$$-a&$lituda ko%a %e %ednaka >! a&$litudar&s-'root mean squarea&$litude( sredn%ekvadratna a&$lituda
AAVrms 707.02
1== -va8i za sinusan talasni o0lik*
r&s na$on se koristi za izraunavan%e sna"e*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
19/253
r&s na$on &re8e 'u evro$i %e ( >>G1) KGHza a&$lituda %e A
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
20/253
Iako se u"lavno& koriste za izra8avan%e odnosadva si"nala neki $ut sekoriste i za izra8avan%e a$-solutne vrednosti si"nala*
-referentni si"nal
dB1
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
21/253
trou"aoni si"nal
u&-slua%ni 2u& ter&alno" $orekla&o8e se klasifikovati na osnovu frekventno"
s$ektra ili ras$odele a&$lituda*
9a%e2:i 2u& %e o"ranieni 0eli Dausov 2uvo $odrazu&eva %ednaku ras$odelu sna"e $o frekvenci%a&a u neko&frekventno& o$se"u i Dausovu ras$odelu a&$lituda ako se izvr2i veliki
0ro% isovre&eni &eren%a a&$lituda*
#t$ornik-.Nonsonov 2u&
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
22/253
/vadratni si"nal se &en%au vre&enu i definisan %e a&-$litudo& i frekvenci%o&*
5inearno kolo sa cetvrtka&a na ulazu retko na izlazu da%e etvrtke*r&s a&$lituda %e %ednaka a&$litudi*9esavrsenost ivica-vre&e $orasta tr*
tr-vre&e za ko%e si"nal sa
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
23/253
Ste$-si"nal %e deoetvrtke a 2il%ak %eskok kratko" tra%a-n%a*
koriste se u analizi elektronski kola
-5o"iki nivoi-etvrtke i $ulsevi
Izvori si"nala6Si"nal 'ton( "eneratori) Pulsni "eneratori) Deneratori funkci%a
#scilatori si"nala sinu-
sno" o0lika*#$se"6 KGkHz-KG,Hz
-&odulisani izlaz
-sintisa%zer frekvenci%a
.a%u $ulseve odre7ene2irine) 0rzine $onavl%an%a
a&$litude) $olariteta)vre&ena $orasta
Sinusni o0lik) trou"ao)etvrtasti*
o$se"6 G*G
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
24/253
/ondenzator siste& od dva $rovodnikasa izolatoro& iz&e7u*U ko&0inaci%i sa ot$ornici&a i induktiviteti&a $redstavl%aosnovu skoro svi elektronski kola*
/oriste se za6-"enerisan%e talasni o0lika-filtriran%e-0lokiran%e si"nala-$ro$u2tan%e si"nala-diferenci%atori
-inte"ratori31
dt
dVCI=
'frekventno ;zavisni ot$onici(ne disi$ira%u sna"u
/arakteri2e i ka$acitet a %edinica %e F 'farad(*
9a$on na kondenzatoruse &en%a kada stru%a tee
kroz n%e"a
3total3L****
$aralelna veza
+++=
321
111
1
CCC
Ctotal
Seri%ska veza
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
25/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
26/253
R3-kola1 i I u vre&enu ili a&$lituda u zavisnosti od frek-venci%e
R
VI
dt
dVC == RCtAeV /=
Pra8n%en%ekondenzatorakroz ot$ornika
U tG $rikl%ui se 0ateri%a
R
VV
dt
dVCI i
==
RCt
i AeVV /+=
RCt
i AeVV /+=
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
27/253
Iz $oetno" uslova odre7u%e&o -1i
)1( /RCti AeVV =
#d"ovor kondenzatorana niz etvrtki
/olo se &o8e $o%edno-staviti $o&o:u ekvival-entno" ot$ora i izvora*
/olo za ka2n%en%e koristi3,#S 0afere 'HIDH na$olovini na$ona na$a%an%a(
/a2n%en%e %e definisanoR3-konstanto&
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
28/253
.iferenci%atori
R
VVV
dt
dCI in == )(
d1Cdtd1inCdt
R
V
dt
dVC in )()( tV
dt
dRCtV in=
#vo $osti8e&o iz0oro& &ale
R3-konstante
Izlazni si"nal sa diferenci-%atora-$o0uda etvrtka&a
/olo za detekci%u
$redn%e ivice*
9ena&erno ka$aciti-vno vezivan%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
29/253
Inte"ratori
R
VV
dt
dVCI in
==
11in
R
V
dt
dVC in
constdttVRC
tVt
in += )(1
)(
#va% uslov odr8ava&o kada %eR3 dovol%no veliko*
to %e ve:e R3 0ol%a%e ra&$a
Pun%en%e kondenzatorakonstantni& stru%ni&izvoro& da%e ra&$u
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
30/253
$ro&ena stru%e uinduktivitetu zavisiod $ri&en%eno"na$ona nakra%evi&a
$ro&ena na$onana kra%evi&akondenzatorazavisi od stru%ekroz n%e"a
.efiniciona %ednaina induktiviteta6
dt
dILV=
Transfor&atorsiste& dva s$re"nuta induktiviteta
/ola sa kondenzatori&a i induktiviteti-
&a su ko&$likovani%i od oni sa ot$or-nici&a $o to&e 2to n%iovo $ona2an%ezavisi od frekvenci%e*
.elitel% na$ona sa ovi& ko&$onenta&ai&a frekventno zavisan delitel%ski odnos*
#vakva kola 'sa reaktivni& ko&$onen-ta&a( kvare ulazne o0like kao 2to suetvrtke*
/ondenzatori i induktiviteti su linearni
ele&enti6
Izlaz linearno" kola na i%e& %e ulazu si-nusni si"nal frekvenci%e f na izlazu da%esinusni si"nal iste frekvenci%e sa even-tualno $ro&en%eno& a&$litudo& i fazo&
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
31/253
.ovodi&o sinusni na$onski si"nal na kondenzator*Stru%a %e fazno $o&erena zaGo*
tVCdt
dVCtI cos)( 0==
C
VI
/1= Sa&o a&$litude 0ez faza
Pona2an%e kao kod frekventno zavisno" ot$ora ali %o2$osto%i fazna razlika
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
32/253
9a$oni i stru%e kao ko&$leksne veliinePravila6
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
33/253
Reaktansa kod kondenzatora i induktiviteta
1't(Re'1Ge%t(
=a kondenzator dt
dVCI=
=
==C
tjtj
X
eV
Cj
eVtCVtI
00
0 Re/
Resin)( CjXC /=
Y5%5 slino se do0i%a za induktivitet
Deneralisani o&ov zakon I&%'( %I (
==L =AL****+++
=
321
111
1
seri%ska $aralelna
=RR=3-%C3
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
34/253
Trenutna sna"a dovedena 0ilo ko& ele&entu kola %e PI1
/od reaktivni ele&enata uku$na sna"a u toku%edno" ciklusa %ednaka %e nuli*Sredn%a sna"a $roizvol%no" kola6
=T
dttItVT
P0
)()(1 ili
)*Re(*)Re( IVVIP=
Filter $ro$usnik visoki uestanosti
total
in
VI=
=total=
21
22
VIV inout +
==
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
35/253
222 /1)]/([
)/(/
CRCjRV
CjRVVI inintotalin
++=
==
222 /1
)]/([
CR
RCjRVIRIV inRout
++
===
i&$edansa seri%-sko" R3 kola
Frekventni odziv filtra
fAdBZR3 $relo&na taka -AdB
inoutoutout VCR
RVVV2/1222
2/1*
]/1[)(
+==
ininout VfRC
fRCV
CR
RV
2/122/1222 ])2(1[
2
]/1[
+=
+=
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
36/253
Filter $ro$usnik niski uestanosti
Frekventniodziv Frekventni odziv-lo"arita&ska raz&era
uo0ia%ni%i nain $redstavl%an%a
inout VCR
V2/1222 )1(
1
+=
fAdBZR3
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
37/253
R3-diferenci%atori i inte"ratori u frekventno& do&enu
.iferenci%ator iz"leda kao $ro$usnik visoki uesta-nosti* U vre&ensko& do&enu i&ali s&o uslov61out1in *U odnosu na frekventni od"ovor &o8e&o to da $re6
for&uli2e&o6
.a 0i izlaz 0io &no"o &an%i od ulaza frekvenci%a si"nala &ora 0iti daleko is$odtake od AdB*Provera6
1insint tRCtdt
d
RCVout cossin ==
1out1inako %e R3 < odnosno R3
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
38/253
R5 ; filtri lo2a za&ena za R3-filtre osi& na visoki& uestanosti&a*Fazni di%a"ra&i6Reaktivnu ko&$onentu $rikazu%e&o na i&a"inarno% osi a ot$ornuko&$onentu na realno% osi*
9a frekvenci%i na ko%o% %e reaktansa
%ednaka ot$oru ot$ornika oekivali 0iatenuaci%u od MdB &e7uti& u $itan%usu ko&$leksni 0ro%evi i nedou&icure2ava&o $o"ledo& na di%a"ra&fazora*
.akle ovo %e "rafiki &etod za lak2e i2itavan%e a&$litudni i fazni vezau R53 koli&a*Polovi i deci0eli $o oktavi*#ktava-kao i u &uzici oktava %e dvostruka frekvenci%a* R3-filtar i&a $ad odMdB $o oktavi* ko ve8e&o vi2e filtara i&a&o >!) A! *** ve:i $ad $o oktavi*?tro$olni@ filter*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
39/253
Rezonantna kola i aktivni filtri
/o&0inaci%a kondenzatora i indukti-viteta &o8e dati kola sa vrlo o2tro&frekventno& karakteristiko&*
==+=
LCj
jC
Lj CLLC
11111
CL
jLC
=
)/1( LCf 2/10=
Faktor do0rote ;rezonantna frekvenci%a$odel%ena sa 2irino& $ikana -AdB*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
40/253
#t$ornici) kondenzatori) induktiviteti- linearni ele&enti6udvostruavan%e $ri&en%eno" si"nala- udvostruavan%eod"ovora*
Diodesu $asivni nelinearni ele&enti*
noda %e oko G*K1 $ozitivni%a od katode u $ro-vodno& re8i&u* 'diodni $ad na$ona u $rovod-no& re8i&u(*dioda i&a us&erako de%stvo*
/arakteristike6 reverzni na$on $ro0o%a) &aksi-&alna stru%a $rovo7en%a) ka$acitet) stru%a cure-n%a) vre&e o$oravka*
Napomena$dioda ustvari ne&a ot$or 'ne $ona2a se $re&a o&ovo& zakonu) ako u kolu i&a&o diodu-za0oravite Teveninov ekvivalent*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
41/253
Us&erai 'is$ravl%ai(
3 u .3 na%va8ni%a oso0ina i $ri&ena dioda %e za konstruisan%e
is$ravl%aa*
+ednostrani is$ravl%a-%edan diodni $ad
.vostrani is$ravl%a-&ost
.vostruki diodni $ad*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
42/253
Filtriran%e u na$a%ai&a
Pretodna kola ne&a%u do0re karakteristika z0o" ?ri$$le@-a*
ri$$le-$eriodina $ro&ena na$ona oko ustal%ene vrednosti*
Re2en%e filter $ro$usnik niski uestanosti
/ondenzator se 0ira tako da %e6R$otr3
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
43/253
Razliite konfi"uraci%e za %ednos&erna na$a%an%a
.vostrano is$ravl%an%e
u &ostu .vostrano is$ravl%an%ekori2:en%e& transfor&atora
sa centralni& izvodo&
Udvostruavan%e na$onaL- na$a%an%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
44/253
,ulti$likatori
Is$ravl%a sa re"ulatoro&*
Is$ravl%a si"nala
Re2en%e za si"nale &an%e od G*M1-ko&$enzovan%e $ada na$ona nadiodi*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
45/253
.iodne ka$i%e-$ro$ustiti vi2i od dva na$ona ne $ertur0u%u:ini8i*
9e$rekidno na$a%an%e
.iodni o"raniavai
See na$one iznadK*M1*
#"raniava sa referenco& Tev
enino
vekv
ivalen
t
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
46/253
Elektro&eanike ko&$onente6-$rekidai tasteri
$reklo$nicirotacioni&ikro$rekidaiHall- $rekidai
reed $rekidai$ro!i&itQ $rekidai-rele%i ; 'elektrino kontrolisani $rekidai(
.3) 3) K1->>G1) 8ivini) reed) solid-stateu$otre0a6 dal%insko $rekidan%e i $rikl%uivan%e si"nala &ale i
velike sna"e
-konektoriIndikatoriSkale) elektro&eanike) di"italne5a&$e i 5E.
Pro&en%ive ko&$onente6 ot$ornici) kondenzatori) induktiviteti) transfor&atori*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
47/253
-9a%va8ni%i $ri&er aktivne ko&$onente-&o8e da $o%aava si"nal da%u:i izlazni si"nal sa vi2e sna"e od ulazno"-dodatna sna"a $otie od s$ol%n%e" izvora ener"i%e-dodatna sna"a- &o"u:nost da se uz $ovratnu s$re"u konstrui2e oscilator-$o%aan%e sna"e na%atraktivni%a &o"u:nost-inte"ralna kola- sastavl%ena od veliko" 0ro%a tranzistora
Uo0ia%na $raksa 6&odel tranzistora sa -$ara&etri&ai ekvivalentno kolo*
,i radi&o6$rost uvodni tranzistorski &odel)a zati& E0ers ; ,olov &odel ko%i$redstavl%a $ro2iren%e*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
48/253
#znakeE-e&iterB-0aza
3-kolektor13-na$on kolektorana$on iz&e7u dva izvoda6sa dva indeksa 1BE-$ad na$onaiz&e7u 0aze i e&itera*ko se slovo u indeksu $onavl%a to
oznaava na$on na$a%an%a6 133-oznaava $ozitivan na$on kolektora)1EE-ne"ativan na$on e&itera*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
49/253
Tranzistor %e ure7a% sa tri izvoda*.ostu$an %e u dva osnovna o0lika6n$n i $n$*
#so0ine tranzistora su takve da se $o-
na2a%u $o slede:i& $ravili&a za n$ntranzistore 'za $n$ %ednostavno o0r-nite sve $olaritete(6
* /ola 0aza-e&iter i 0aza-kolekor se $o-na2a%u kao diode* 9or&alno%e dioda 0aza-e&iter $rovodna) dok %edioda 0aza kolektor sa reverzni& $redna$ono&)t%* $ri&en%eni na$on %e su$rotan od $rovo7en%astru%e*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
50/253
A* Svaki tranzistor i&a &aksi&alnevrednosti za I3) IBi 13Ei one se nes&e%u $re:i 0ez $la:an%a cene novo"tranzistora* Posto%e i neka dru"a o"ra-
nien%a kao 2to su disi$irana sna"aI313E) te&$eratura 1BEi dru"a o ko%i&atako7e tre0a voditi rauna*
[* /ada su is$un%ena $ravila od < do A) tada %e I3skoro $ro$orcionalno IBi to se&o8e na$isati kao6
I3FEIB\IB"de %e FEstru%no $o%aan%e 'tako7e se zove i 0eta( i n%ena ti$ina vrednost %e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
51/253
Posledn%a oso0ina '$ravilo( da%e tranzistoru svrsisodnost6
- &ala stru%a na ulazu u 0azu tranzistora kontroli2e &no"o ve:u stru%uko%a utie u kolektor*
U$ozoren%e6 FEni%e do0ar $ara&etar tranzistora %er &o8e da varira u "ranica&aod KG do >KG za razliite uzorke tranzistora isto" ti$a* #n tako7e zavisi od6kolektorske stru%e) 13E i te&$erature) dakle kolo ko%e zavisi od ovo" $ara&etra%e lo)ekolo*
1B1EL1BE
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
52/253
#va a$likaci%a u ko%o% &ala kontrolna stru%a
o&o"u:ava $rotok &no"o ve:e stru%e u dru-"o kolo naziva se tranzistorski $rekida*
/ada %e &eaniki $rekidaotvoren ne&a stru%e 0aze i
si%alica %e iskl%uena $re&a$ravilu [*/ada %e $rekida ukl%uen0aza %e $olarisana sa G*M1Pad na$ona na ot$orniku0aze %e *[1 $a %e stru%a
0aze *[&* Sle$o $ra:en%e $ravila [dalo 0i I
3
[G&* Dre2ka-$ravilo < ni%eis$un%eno*Saturaci%a-kolektor se s$u2ta $re&a &asikoliko "od %e to &o"u:e i tu osta%e- 5a&-$a %e ukl%uena sa $ado& na$ona odoko
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
53/253
Preo$tere:en%e 0aze 'kori2:en%e *[& u&esto dovol%ni
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
54/253
>* ko se $otro2a iz neko" razlo"a s$usti is$od &ase tre0a koristiti diodu u seri%i sa kolektoro& da 0i se s$reilo $rovo7en%e kroz ko- lektorsko-0aznu diodu $ri ne"atini& $olarizaci%a&a*
A* =a induktivne $otro2ae tre0a za2tititi tranzistor dioo& $aralelnovezano& $otroau*Bez diode induktivitet :e $odi:i kolektor na visok na$ondok %e $rekida otvoren $relaze:i $ro0o%ni na$on) %e seinduktivitet trudi da odr8i stru%u od 133do kolektora*
Tranzistorski $rekidai o&o"u:ava%u veo&a 0rzo $rekida-n%e '&ali deo &ikrosekunde(*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
55/253
=adatak ovo" oveka %e da$oku2a da dr8i I3FEIB+edino &u %e dozvol%eno da&en%a ot$or $ro&en%ivo"ot$ornika* ,o8e da ide od
kratko" s$o%a 'saturaci%a(do otvoreno" kola 'tranzistor%e iskl%uen(*Tre0a i&ati na u&u da si u 0iloko%e vre&e tranzistor &o8e na:iu %edno& od tri stan%a6
a*( tranzistor %e iskl%uen 'ne&a kolektorske stru%e(0*( u aktivno% o0lasti- i&a kolektorske stru%e a kolektor %e na vi2e od ne-koliko deseti delova 1 iznad e&itera*
c*( Saturaci%a 'kolektor tik iznad e&itera(
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
56/253
9aziva se tako %er %e izlazni izvode&iter ko%i na$ono& $rati 0azu u&an%eno za G*M 1*Izlaz %e re$lika ulaza ali &an%e $ozi-tivna za G*M1* 1ezu%u:i e&iterski
ot$ornik za ne"ativno na$a%an%e do-$usti:e&o i ne"ativne si"nale* 9a $rvi$o"led kolo %e 0eskorisno ali*****
Ulazna i&$endasa %e &no"o ve:a od izlazne*To znai da %e kolu $otre0no &no"o &an%e sna"e od izvora si"nalaza $o0udu $otro2aa ne"o kada 0i izvor direktno 0io vezan $ot-ro2a* EF i&a stru%no $o%aan%e* Iako ne $o%aava na$on $o%aavasna"u*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
57/253
Ulazna i izlazna i&$endansa EF*
)1(1
1
/
+
=
+
=
=
fe
B
!fe
B
B!
hR
V
IhI
RVI
loadfein h )1( +=
)1( +=fe
souceout
h
EF $ove:ava ulaznu i&$endancu) i&e 2tediizvor si"nala) a istovre&eno %e izlazna i&$en-dansa &ala
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
58/253
EF sa n$n- tranzistora &o8e sa&o da da%e stru%u) a ne &o8e da%e vue*
Pozitivni si"nal &o8e da do saturaciono" $ada na$ona 1cc oko *1*9e"ativni si"nal ne &o8e da se s$usti is$od -K1*/ada %e na$on na e&iteru -K1 stru%a kroz e&iterski ot$ornik %ednaka%e stru%i kroz $otro2a) a e&iterska stru%a %e %ednaka G* 9i8e 1E od -K1zatevalo 0i ne"ativnu e&itersku stru%u 'uvire u e&iter( 2to %e ne&o-"u:e za n$n tranzistor* ,o"u:nosti6 s&an%en%e e&itersko" tranzistora)
kori2:en%e $n$-tranzistora ili $us-$ull konfi"uraci%a*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
59/253
>* Tre0a za$a&titi da %e reverzni $ro0o%ni na$on za silici%u&ske tran-zistore veo&a &ali oko M1*Ulazni ac si"nali velike a&$litude lako &o"u da izvedu tranzistoriz $rovo7en%a i rezultira%u $ro0o%e&*
Re2en%e ; stavl%an%e za2titne diode*
A* Izlazno $o%aan%e EF %e ne2to &an%e od GHz->GkHz
1cc%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
65/253
EF sa razdvo%eni& na$a%an%e&
Po2to su si"nali uvek ?0lizu &ase@ ;sre-dn%a vrednost G) z"odno %e koristiti si&e-trine $ozitivne i ne"ativne si"nale* #vo
$o%ednostavl%u%e 0a%asin" i eli&ini2e kon-denzatore*
,ora da $osto%i dc-$ut $re&a&asi* ko ne $ostavi se ot$ornik$re&a &asi
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
66/253
Stru%ni izvori- $otre0ni za60ias tranzistora)izvore testerasto" si"nalara&-si"nalainte"ratore itd*
#t$ornikLna$onski izvorot$or $otro2aa &ora da 0ude&no"o &an%i od ot$ora izvora*
.o0ra strana- %ednostavnost*5o2e strane6 &ora%u se koristiti veliki na$oni) velika disi$aci%a sna"e naot$orniku) nisu lako $ro"ra&i0ilni
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
67/253
Tranzistorski stru%ni izvor
1E
1B
-G*M1
IE1ECRE'1B-G*M1(CRE
Po2to %e za veliko FE IEI3
I3'1B-G*M1(CRE i to nezavisno od 1c sve dok
tranzistor ni%e u saturaci%i 131ELG*>
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
68/253
Ba%asin" tranzistorski stru%ni izvor,o8e razdelnik na$ona- sve dok %e dovol%no vrst)i&$endansa &ora da 0ude &ala u $ore7en%u sa i&$endanso& naulazu*
Sa
zenerko&
Sa dioda&a
n$n-sink) $n$-source
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
69/253
3o&$liance
Stru%ni izvor &o8e da o0ez0edi konstantnu stru%u sa&o u neko&o"ranieno& o$se"u na$ona* U su$rotno& i&ali 0i izvor neo"rani-ene ener"i%e* #$se" na$ona u ko&e i&a&o is$ravan rad SI na-ziva se compliance* =a $retodne $ri&er SI na$onski o$se" %eustanovl%en uslovo& da se tranzistor nalazi u aktivno% o0lasti6I $o2to se e&iter nalazi na III E&iter se nalazi na `*`1 kolektor '$n$( &o8e da se $en%e do`*M1
-SI ne &ora da i&a konstantan na$on na 0aziPro&eno& 1Bdo0i%a&o na$oski $ro"ra&iran stru%niizvor*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
70/253
9edostaci stru%ni izvora/oliko ovakav ti$ stru%no" izvora odstu$a od idealno"b.a li stru%a kroz $otro2a varira sa na$ono&b.a li %e ekvivalentan Teveninov ot$or konaan
RT
Posto%e dve vrste efekata69AKMK ;za vari%aci%e na$ona na o$tere:en%u od `1-EarlQ efekat G*KO-FEG*GKO-te&$eraturni efekat G*>O
Izlazna stru%a &alo zavisi od na$ona i z0o" to"a izvor ni%e idealan*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
71/253
9edostaci stru%ni izvora
>* 1BEi FEzavise od te&$erature* #vo uzroku%e drift izlazne stru%e sa$ro&eno& a&0i%entalne te&$erature* Tako7e i te&$eratura tranzistorsko"s$o%a varira sa na$ono& na $otro2au 'razliita disi$aci%a() $a i ovo utiena odstu$an%e od idealno" $ona2an%a*
/o&$enzaci%a $ro&ene 1BEsa te&$era-turo&* Pad 1BEna >%e ko&$enzovan
$ado& na e&iter followeru
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
72/253
Po0ol%2an%e $erfor&ansi stru%ni izvoraUo$2teno efekti $ro&en%ivosti 1BEuzrokovani ili te&$eraturno& zavi-sno2:u '>&1Co3( ili zavisno2:u od 13E'EarlQ efekat 1BE-G*GGG
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
73/253
Po%aava sa za%edniki& e&itero&
Stru%ni izvor sa ot$orniko& kao $otro-2ae&* 9a$on na kolektoru %e 613133-I3R3
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
74/253
Po%aava sa za%edniki& e&itero&
.oda%e&o 3 i do0i%a&o filtar$ro$usnik visoki uestanosti*
3R kolo*
/o&0inaci%a sa Ru $araleli* Stru%a kolektora
)||(2
1
21 RRfC
u &irovan%u %e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
75/253
Po%aava sa za%edniki& e&itero&ulazna i izlazna i&$endanca
Ulazna6 u $araleli RiFEREto %e oko `k*AdB taka AGGHz*Izlazna6 R3u $araleli sai&$endanco& kolektora*#t$or kolektora %e %ako velikireda &e"ao&a $a %e izlazniot$or
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
76/253
Razdelnik faze- %edinino" $o%aan%a
Razdelnik R%e $ode2entako da i&a&o &aksi&alnusi&etri%u dva si"nala*#0a izlaza &ora%u 0iti o$tere-:ena isti& $otro2ai&a da 0i
se odr8ala si&etri%a $o%aan%a*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
77/253
Po&era faze
Podesiva faza a&$lituda
ne$ro&en%iva
Fazorski di%a"ra&
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
78/253
Transkonduktansa
9a$onsko $o%aan%e $ro&enakoletorsko" na$onaC$ro&enana$ona 0aze*.ru"i nain "ledan%a-stru%ni izvor sa $o%aan%e& od-
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
79/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Po0ol%2ani &odel- $o%aava transkonduktanse
* /ola 0aza-e&iter i 0aza-kolekor se $ona2a%u kao diode*
9or&alno %e dioda 0aza-e&iter $rovodna) dok %edioda 0aza kolektor sa reverzni& $redna$ono&)t%* $ri&en%eni na$on %e su$rotan od $rovo7en%astru%e*A* Svaki tranzistor i&a &aksi&alne vrednosti za I3) IBi 13Ei
one se ne s&e%u $re:i 0ez $la:an%a cene novo"tranzistora* Posto%e i neka dru"a o"ranien%a kao 2to su
disi$irana sna"a I313E) te&$eratura 1BEi dru"a o ko%i&a
tako7e tre0a voditi rauna*=a [* s&o i&ali da %e I3FEIBtranzistor kao stru%ni$o%aava*
E0ers ,oll &odel tranzistora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
80/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Po0ol%2ani &odel- $o%aava transkonduktanse
-.iferenci%alni $o%aava-lo"arita&ski $o%aava-te&$eraturnu ko&$enzaci%u itd*Tranzistor %e transkonduktantni '$renosna $rovodnost( ure7a%-/olektorska stru%a %e odre7ena na$ono& iz&e7u 0aze i e&itera
Iz&en%ena oso0ina '$ravilo( [6/ada su is$un%ena $ravila K*A&1 na so0no% te&$eraturi >Go3
E0ers ,oll &odel tranzistora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
81/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Po0ol%2ani &odel- $o%aava transkonduktanse
IS-saturaciona stru%a ili inverzna stru%a curen%a-zavisi od tra0zistora*Stru%a 0aze se &o8e a$roksi&irati6
IBI3CFE FEi&a vrednosti od >G do
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
82/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
= 1exp
T
B!#C
VVII Pro"ra&iran%e kolektorske stru%e $o&o:u 1BEne 0a2 lak nain za kontrolu I3
#snovna $ravila $ri $ro%ektovan%u tranzistorski kola*Iz E0ers-,#ll-ove %ednaine &o8e&o izvesti nekoliko veliina o ko%i&a tre0a
voditi rauna i ko%e tre0a koristiti $ri $ro%ektovan%u kola6
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
83/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
+= 1ln
#
CB!
II
$kTV
>*I&$endansa za &ale si"nale sa e&iterske strane-'izlazna i&$endansa(
.iferenciran%e& "orn%e" izraza $o I3 do0i%a&o6re1TCI3>KCI3o& "de %e kolektrorska stru%a u &
9u&erika vrednost fi"uri2e za so0nu te&$eraturu*#vo %e unutra2n%a e&iterska ot$ornost* Pona2a se kao da %e seri%ski vezana zae&iter u svi& tranzistorski& koli&a*
-#"raniava $o%aan%e $o%aavaa sa uze&l%eni& e&itero&
-U&an%u%e $o%aan%e EF '&an%e od
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
84/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
A* Te&$eraturna zavisnost 1BE
9a $rvi $o"led na E, %ednainuiz"leda da %e na$on direktno $ro$orcio-nalan te&$eraturi) ali z0o" zavisnosti ISod te&$erature na$on $ada oko>&1Co3*
[* EarlQ efekat *
1BEse &en%a sa $ro&eno& 13E$ri konstantno& I3
1BE- 13E
"de %e G*GGGKJ) $otro2a
$aralelan sa RE*B* #t$or izvora RS-izlazni ot$or seriska vezarei RSC'FEL
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
86/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Po%aan%e EF %e &an%e od < %erko&0inaci%a rei R5delu%e kaorazdelnik na$ona*=a stru%u
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
87/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Po%aava sa za%edniki& e&itero&-is$ravl%en &odel
U $retodno& &odelu fi"uri2e na& nulta unutra2n%a ot$ornost*Pro0le& %e u re) tre0a "a dodati na e&iterski ot$ornik*.akle sa
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
88/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
,ane %ednoste$eno" $o%aavaa sa uze&l%eni& e&itero&*
Po%aava i&a veliku distorzi%u-lo2u linearnost* Po%a2aava sa uze&l%eni&e&itero& 0ez $ovratne s$re"e &o8e da 0ude koristan sa&o za &ale si"naleoko take &irovan%a*
Po%aava sa de"enerisani& e&itero& 'e&iterski ot$ornik( i&a $o%aan%eskoro nezavisno od kolektorske stru%e dok %e REre*
E0ers-,oll &odel tranzistora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
89/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
>* Ulazna i&$endansa
=infere>K feCI3'&(I3se &en%a sa $ro&eno& si"nala i ti&e &en%a ulaznu i&$endansu*A* Biasin"- $ostavl%an%e radni vrednosti*#vo %e te2ko uraditi za $o%aava sa uze&l%eni& e&itoro&*1BEvarira sa te&$eraturo&*
Stru%a :e za fiksirano 1BE$orasti
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
90/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Pre&o2:eni e&iterski ot$ornik
REG*KJ na MKG kHz
#vo kolo ni%e sta0ilno %er e&iterski na$onvarira sa 1BEz0o" te&$eraturene zavisnosti
E0ers-,oll &odel tranzistora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
91/253
E0ers-,oll &odel tranzistora
Po%aan%e .3 %e KG za%edno sare* .3 i&$endansa
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
92/253
E0ers ,oll &odel tranzistora
Prila"o7eni 0iasovani tranzistor
/olektor
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
93/253
E0ers ,oll &odel tranzistora
Povratna s$re"a u .3 re8i&u
/olektor se nalazi
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
94/253
E0ers ,oll &odel tranzistora
Stru%na o"ledala
Pro"ra&ira&o o"ledalo vuku-:i stru%u iz kolektora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
95/253
E0ers ,oll &odel tranzistora
#"ranien%a o"ledala z0o" EarlQ efekta
,ale vari%aci%e 1BEsa 13Esu sada
zane&arl%ive u odre7ivan%ustru%e kroz kolo*
Wilsonovoo"ledalo
E0ers-,oll &odel tranzistora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
96/253
E0ers ,oll &odel tranzistora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
97/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
98/253
Pus-$ull EF
Po%aan%e si"nala
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
99/253
Re2en%e6.ovesti PP ste$en u &alu $rovodnost*
Prva dioda $odi8e 0azu < za 1BEa dru-"a s$u2ta 0azu >*
/lasa B PP-$o%aavai
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
100/253
Ter&alna sta0ilnost u klasi B PP-$o%aavaa
-izlazni tranzistori se za"reva%u 'u toku $rovo-7en%a(-1BE$ada i $oin%e da tee stru%a &irovan%a)a ovo dal%e utie na nesta0ilnost-te&$eraturni
0e"*-Be" ili ne- na ovo utiu ladn%aci) te&$eraturnas$re"a sa ko&$enzacioni& dioda&a itd*=a AGo3 rasta te&$erature 1BEs&an%u%e za MA&1*Po2to na RAi R[i&a&o < diodni $ad 'tre:adioda( na$on se &en%a 'i stru%a &irovan%a( za>GO* u Pretodno& kolu i&ali 0i $ove:an%e od
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
101/253
-[kao vari%a0ilna dioda-u&esto kolektorsko" ot$ora na
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
102/253
.arlin"ton tranzistor6-dvostruki diodni $ad na0azi-$o%aan%e %ednako $roiz-vodu $o%edinani
-saturacioni na$on na%&an%e%edan diodni*-S$oro iskl%uivan%e-re2en%e uvo7en%e R* =iklai veza 'ko&$le&enta-
rni .arlin"ton(*-1BE%edan diodni $ad-saturaci%a na%&an%e diodni$ad*
Su$er0eta-veliko feu industri%sko& $ostu$ku
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
103/253
Bootstra$in" - ovde se $ove:avaulazna i&$endansa na frekvenci%isi"nala* RAkao stru%ni izvor*
R>kao stru%ni izvor
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
104/253
.iferenci%alni $o%aava
-Izlazni na$on $ro$orcionalan razlicidva ulazna*-R
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
105/253
.iferenci%alni $o%aava sa stru%ni&izvoro&
-u&esto ot$ornika R
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
106/253
Stru%no o"ledalo kao kolektorsko o$tere:en%ekod diferenci%alno" $o%aavaa
-efektivno veliki ot$or R3uslovl%ava %ako veliko$o%aan%e oko KGGG*-ko&$aratori
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
107/253
/a$acitivnost i ,illerov efekat
-na visoki& frekvenci%a&a ka$acitivnost s$o%evado&inira kolo&6na GJ*
ko %e $o%aan%e D1'za &ale si"-nale(*Izvor vidi stru%u kroz 3c0'D1L
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
108/253
/ola za iz0e"avan%e ,ilerovo" efekta
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
109/253
Re"ulisani izvor na$a%an%a
/ontroler te&$erature
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
110/253
Provodna zona6Ener"i%ska o0last elektrona u ko%o% %e &o"u:a elektrina $rovodnost* Elektronisa ovo& ener"i%o& su oslo0o7eni iz roditel%ski ato&a i &o"u da se kre:u kroz&edi%u& u ko&e se nalaze*1alentna zona6#$se" ener"i%a "de ni%e &o"u:a $rovodnost* #vi elektroni su vezani u ato&sku
strukturu &ateri%ala*=a0ran%ena zona6Ener"i%ska o0last iz&e7u $rovodne i valentne zone* U n%o% elektroni ne &o"u da0orave*Fer&i nivo69a%vi2i ener"i%ski nivo u kristalu ko%i %e $o$ulisan
elektroni&a** ,etaliB*Izolator3*9-ti$.*P-ti$E* P9-s$o%
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
111/253
Silici%u& I1a "ru$a1eza - kovalentna.o0ar izolator/ristal isto" silici%u&a-unutra2n%i kristal
.odavan%e fosforavi2ak elektrona '1a(9-ti$ 'ne"ativni nosio-ci stru%e(
.odavan%e& l 'IIIa( &an%ak elektrona$rovodnici-2u$l%ine$ozitivni nosioci P-ti$
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
112/253
.va ti$a kristala P i 9*U realnosti se odvo%eni kristali ne s$a%u%u.o$iran%e se vr2i na %edno& kristalu) ali narazliiti& o0lasti&a*
Interakci%a na s$o%u
Suvi2ni elektroni u 9 delu reko&0inu%u se sa2u$l%ina&a u P delu '$une 2u$l%ine(* #vo ostavl%a%ednu $raznu zonu -zona tro2en%a*
.olazi do &alo" dis0alansa usled $otro2eni naelektrisan%a*Der&ani%u& G*AK1) Silici%u& oko G*_19a$on zavisi od do$iran%a*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
113/253
#0rnuta $olarizaci%aElektroni $rivueni ka $ozitivno% elektrodiu$l%ine $re&a ne"ativno%irina za$reno" slo%a raste
9e&a slo0odni nosilaca %er su $rivueni elektroda&a i ne $rolaze kroz s$o%*U realnosti $osto%i stru%a curen%a*
Pri is$ravno% $olarizaci%i elektroni su u 9strani oterani $re&a s$o%u a zati& $rivu-eni $ozitivno& elektrodo& u P - ti$u*
#0rnuto %e za 2u$l%ine* Pri&en%eni na$on
&ora da 0ude dovol%an da se $revazi7e $oetni dis0alans*u$l%ine $osto%e sa&o u kristalu* /ada sti"nu do ne"ativno" izvoda 0iva%u$o$un%ene elektrono& i nesta%u* 9a $ozitivno& izvodu elektron izlazi iz kristalaostavl%a%u:i 2u$l%inu ko%a nastavl%a u su$rotno& s&eru*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
114/253
E&iter) Baza) /olektorE&iter-%ako do$iranBaza- sla0o do$irana/olektor- u&ereno do$iran
Elektroni iz e&itera ulaze u 0azu*Baza %e vrlo tanka i elektroni $relaze u kolektorkao stru%a curen%a*
Slino za P9P*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
115/253
#0last 9-ti$a -- kanal
kra%evi soruce i drainP-o0last -"ate
Stru%a tee od draina $re&a sourceu=a$rena o0last se &oduli2e na$ono& na "ate-uElektrini& $ol%e&9e&a stru%e kroz "ate-osi& curen%a
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
116/253
Insulated "ate field effect ili&etal o!ide-se&iconductor FET
Pol%e& statiko" naelektrisan%aodre7u%e se za$rena o0lastt%* 2irina kanala*
#setl%iv na statiki elektricitet) ka$acitet $ri visoki& ue-stanosti&a*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
117/253
Enence&ent &ode ,#SFET co&$le&entarQ ,#S -3,#S
/ao klasian tranzistor ali 0ez konekci%e sa 0azo&
.va n-$ol%a su elektrino izolovana*I kad $osto%i .S na$on i dal%e ne&a $rovo7en%a
/ada se na D $ri&eni $ozitivan na$on
elektroni su $rivueni $ol%e& i tako se$ro2iru%e $rovodni kanal*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
118/253
BT-0i$olarni tranzistoriFET-tranzistori sa efekto& $ol%a Slinosti6-na$rave sa tri izvoda-$rovo7en%e iz&e7u dve elektrodezavisi od dovoda nosilaca naelektrisan%a-na$ona na kontrolno% elektrodi
Razlike6BT6/ada %e na$on 0azi ve:iod G*_1 elektroni ulaze u o0last0aze i 0iva%u %ao $rivueeni ko-lektoro&- &ala stru%a 0aze kontro-li2e stru%u kolektora*FET6Provodnost u kanalu %er kontrolisan elektrini& $ol%e& uzrokovani& na$o-no& $ri&en%eni& na DTE*
/roz D ne&a stru%e*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
119/253
FET6
1elika ulazna ot$ornost 'i $reko
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
120/253
1-I karakteristikeI.
'1DS
-1T
(>1T
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
121/253
R#9G*>J- za sna8ne
FET-ove
nalo"ni $rekida
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
122/253
Ti$ovi FET-ovan-kanalni) $-kanalni) .rain %e nor&alno ne"ativni%i od source-a i stru%a drainatee kada %e "ate $ar volti ne"ativni%i od source-a*Si&etri%a ni%e $ot$una z0o" razlike u $okretl%ivosti nosilaca i vre&ena 8ivota&an%inski nosilaca*P-kanalni fetovi i&a%u lo2i%e karakteristike i to se is$ol%ava u ve:e& na$onu na$ra"u vi2i R#9i ni8a saturaciona stru%a*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
123/253
Ti$ovi fetova,#SFET) +FET
telo-deo Si su0stratau ko&e %e na$ravl%enFET*
Po2to sa kanalo& da%ediodu &ora se dr8ati na ne$rovodno& na$onu*,o8e se vezati za source ili na taku ko%a%e ne"ativni%a '$ozitivni%a ( od sour-ce-a kod n-kanalno" '$-kanalno"( FET-a*/od +FET-a "ate for&ira $olu$rovodni-ki s$o% sa kanalo&* =ato D &ora da radiu reverzno% $olarizaci%i*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
124/253
Ti$ovi fetova,#SFET) +FET
Pro2iren%e) za$reen%e
Pro2iren%e-enance&ent* U nor&alno& sta-n%u FET) sa o"ovara%u:i& na$ono& na D$osta%e $rovodan*=a$reen%e-de$letion u nor&alno& stan%u$rovodan
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
125/253
#snovna FET kolaIz oso0ina FET-ova $roizilaze slede:e $ri&ene6
1isoka i&$endansaC&ala stru%a-Baferi ili $o%aavai u $ri&ena&a u ko%i&a stru%a0aze i konana i&$endansa BT $redstavl%a%u o"ranien%e*
nalo"ni $rekidai* ,#SFET-ovi su izvanredni na$onski kontrolisani analo"ni$rekidai* I3
.i"italna kola ,#SFET-ovi do&inira%u u &ikro$rocesori&a) &e&ori%a&a i di"ital-ni& koli&a visoki $erfor&ansi* /oriste se $re sve"a u lo"iki& koli&a &ale sna-"e* I3
Sna8ni $rekidai* .iskretne ko&$onente*Pro&en%ivi ot$ornici* U linearno% o0lasti FET-ovi se $ona2a%u kao na$onski kontroli-sani ot$ornici*
U saturaciono% o0lasti se $ona2a%u kao stru%ni izvori*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
126/253
+FET-stru%ni izvori*
Stru%a %e ne$re-dvidiva z0o" tenolo2ko" rastura*
Podesivi stru%niizvor
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
127/253
I.SS- &a!i&alna stru%a draina $ri kratko% veziiz&e7u "ate-a i source-a*
I.SS'>( I.SS'*9a >se &en%a 1.Sdok %e na izolu%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
128/253
FET-$o%aavaiSource follower analo"an e&iter follower-u=a%edniki e&iter analo"an za%edniko& source-u
#dsustvo stru%e na "ate-u
ini $renosnu $rovodnost $ri-rodni& $o%aavaki& $ara&etro&kod FET-a6 "&ioutCiin*/od BT s&o i&ali na%$re stru%no$o%aan%e a zati& transkonduktan-su u E, &odelu*
"&'I.(idCv"s-&ali si"naliDna$onvdCv"s-R.idCv"s-"&R.-kao kod BT kada R3za&eni&osa R.*-&ala $renosna $rovodnost neko-
liko &Sie&ensa) &an%e ne"o kod BT*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
129/253
Prenosna $rovodnost FET vs* BT
I.I3KJ"&[G&S >&S
Dvol->GG -
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
130/253
Source follower
=0o" &ale $renosne i&$endanse 0ol%e %e koristitiSF kao 0afer za konvencionalni BT-$o%aava
=0o" visoke ulazne i&$endanse SF se koriste6
-ulazni ste$eni u oscilosko$i&a-ka$acitivni &ikrofoni-$H &etri-detektori naelektrisani estica-za &ikroelektrodne si"nale u 0iolo"i%i i &edicini
g
mL
mLs
sgmgsmd
dLs
vgR
gRv
vvgvgiiRv
+
=
===
1
)(
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
131/253
Izlazna i&$endansa SF1elika u $ore7en%u sa BT- nekoliko stotina o&a $ri stru%a&a od $ar &*
.ve nez"ode kod ovo" kola6* 1DSvarira u $roizvodn%i $a %e radna stru%a ne$redvidiva*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
132/253
SF-$o0ol%2an%a
Stavl%a%u:i stru%ni izvor kao $otro2ado0i%a&o skoro konstantno 1DS-s&a-n%u%e&o nelinearnosti*.ru"o kolo i&a &ali izlaznu ot$ornost*-9a$on offseta 1DSL1BE
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
133/253
FET kao $ro&en%ivi ot$ornikU linearno% o0lasti I.C1.S
=
2)(2
1 %#T
%#
VVVk
R
/ada %e 1.Sdovol%no &alo $osledn%i lan sezane&aru%e i
)(2/1 T%# VVkR
R.S
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
134/253
FET kao $ro&en%ivi ot$ornik-$ri&eri
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
135/253
FET-$rekidailo"iki $rekidaianalo"ni $rekidai
Bidirekcioni
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
136/253
,ulti$le!er-i
/oriste se kod .-konvertora
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
137/253
/a$acitet FET-$rekidaa Dre2ke
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
138/253
Sa&$le and old
9a$onski $retvara sa vise:i& kondenzatoro&
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
139/253
5o"iki inverteri
G na ulazu iskl%uu%e don%i a ukl%u-u%e "orn%i i o0rnuto
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
140/253
9I - kolo G na izlazu akko %e na o0a ulaza < u ostali& slua%evi&a i&a&o < na izlazuI -kolo < na izlazu akko %e na o0a ulaza < u ostali& slua%evi&a i&a&o G na izlazu
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
141/253
*/od $rikazano" invertera $osto%i
re"ion u ko&e o0a FET-a $rovode*t%* $osto%i stru%a kroz o0a kanala iz&e-7u $ozitivno" kra%a na$a%an%a i &ase*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
142/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
143/253
Tre0a 0iasovati ulaz da 0i se kolo nalazilo u aktivno% o0lasti
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
144/253
FET-ovi kao sna8ni $rekidai
1isoka i&$endansa) ter&alna sta0ilnost) za razliku od sna8ni BT
BT Tr&alni 0e") sekundarni $ro0o%
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
145/253
FET-ovi kao sna8ni $rekidai - $ri&eri&ale sna"e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
146/253
1e:e sna"e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
147/253
/ola za ukl%uivan%e a&0i%entalno" svetla
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
148/253
Sna8ni driver za $iezoelektrini kristal
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
149/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
150/253
Predostro8nosti6-1eliki ulazni ot$or znai da ne&a $uta za $ra8n%en%e statiko" elektriciteta-is$razniti elektricitet $re dodirivan%a ko&$onente-ko&$onente za2tititi antistatiki& &ateri%alo&-kada %e %edno& instalirana ko&$onenta %e za2ti:ena
U k t l i i t i t t %i 7 % i l
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
151/253
U kontrolni& siste&i&a $ovratna s$re"a se sasto%i u $ore7en%u izlazno"si"nala sa 8el%eni& izlazni& si"nalo& i od"ovara%u:o& $o$ravko& "re2ke*
/od $o%aavaki kola ulazni si"nal se $oredi sa osla0l%eni& izlazni& si"-nalo&*
9e"ativna $ovratna s$re"a %e $roces $ovezivan%a ulaza sa izlazo& na ta%nain da %e ulaz deli&ino $oni2ten*
Povratna s$re"a &o8e 0iti i $ozitivna - oscilatori
# i i % i dif i% l i % i liki % %
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
152/253
#$eracioni $o%aavai- diferenci%alni $o%aavai sa veliki& $o%aan%e&
-veliko $o%aan%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
153/253
=latna $ravila za o$eracione $o%aavae6
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
154/253
#snovna #P-,P kola
Invertujui pojaava* To znai da %e 1inustvari $ad na-$ona na R*A* /ori2:en%e& $ravila >* do0i%a&o61outCR>-1inCR
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
155/253
9einvertu%u:i $o%aava
1elika ulazna i&$edansa
11in11outR
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
156/253
.3 L 3 $o%aan%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
157/253
Follower
R%e %ednako GPo%aan%e < -0aferIzolacione oso0ine
1isoka ulazna a niska izlazna i&$endansa
St % i i i
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
158/253
Stru%ni izvori
$roksi&aci%a idealno"stru%no" izvora9e&a 1BEofsetaI1inCR
$luta%u:i $otro2a*Pluta%u:e na$a%an%e
St % i i i
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
159/253
Stru%ni izvori
St % i i i
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
160/253
Stru%ni izvori
Howland-ov stru%ni izvor/ada %e RACR>R[CRIload1inCR
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
161/253
,ere o$reza sa o$eracioni& $o%aavai&a
va8e sa&o ako se o$eracioni $o%aava nalazi u aktivno%o0lasti- ulazi i izlazi nisu saturisani*
>* Povratna s$re"a &ora 0iti ne"ativna-iz&e7u ostalo" to znai da se ne &o"uza&eniti invertu%u:i i neinvertu%u:i ulaz*
A* ,ora uvek da $osto%i $ovratna s$re"a u dc re8i&u* U su$rotno& kolo ide usi"urnu saturaci%u*
[* ,no"i o$eracioni $o%aavai i&a%u veo&a &alu "ranicu za diferenci%alni na-$on ulaza* #0ino su ulazi do K1* 9e$o2tovan%e &o8e dovesti do destrukci%e
kola*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
162/253
5inearna kola
o$cioni inverter
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
163/253
5inearna kola
Idealni stru%no na$onski $retvara
Senzori svetlosno" intenziteta
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
164/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
165/253
Dra&ofonski $o%aava
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
166/253
Sna8ni $o%aava
Pro0le& source-sink se re2ava u $us-$ull izlazno% ko&0inaci%i*9e $osto%i $ro0le& 1BE
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
167/253
Izvor na$a%an%a
#$eracioni $o%aava da o0ez0edi$o%aan%e za na$onski re"ulator sa$ovratno& s$re"o&** =a s&an%eni ri$$le na zener-diodiot$ornik od
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
168/253
9elinearna kola
Elektronski $rekida velike sna"e
ktivni is$ravl%a
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
169/253
$ %
/ada su si"nali ni8i od na$ona 0iasa diode &ora&o da koristi&oo$eracioni $o%aava kao kolo za rektifikaci%u*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
170/253
/arakteristine veliine6
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
171/253
-Ulazna stru%a
-Ulazni stru%ni offset
-ulazna i&$endanca
-o$se" za%edniko" &oda
-o$se" diferenci%alno" ulaza
-izlazna i&$endansa
-na$onsko $o%aan%e i fazni $o&era%
-na$onski offset na ulazu
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
172/253
ktivni detektor vr2ne vrednosti
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
173/253
/lasino kolo
/olo sa o$eracioni& $o%aavae&-slew rate-ulazna 0ias stru%a uzroku%e $ra8n%en%e-&aksi&alna izlazna stru%a-curen%e kondenzatora
R 2 % % di d
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
174/253
Re2en%e za curen%e diode
I3
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
175/253
$
kti i i
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
176/253
ktivni o"raniava
/ada %e 1in&an%e od
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
177/253
ktivni $unotalasni is$ravl%ai
Inte"ratori
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
178/253
1inCR-3'd1outCdt(
.1 constdtVRC
V inout +=
#$eracioni $o%aavai sa %ednostrani&
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
179/253
.iferenci%ator
#$eracioni $o%aavai sa %ednostrani&na$a%an%e&*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
180/253
P.3-$o%aava sa %ednostrani& na$a%an%e&
/o&$aratori
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
181/253
/o&$aratori
+ednostavniko&$arator
ko %e ulazni si"nal $odlo-8an 2u&u i&a&o niz $relaza
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
182/253
&itov $rekida
Povratna s$re"a
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
183/253
AB
A&
+=1
D-$o%aan%e zatvoreno" kola
-$o%aan%e otvoreno" kolaB -$o%aan%e $etl%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
184/253
$ Izlazna i&$edansa
ii RABR )1(' +=
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
185/253
Tranzistorski $o%aava sa $ovratno& s$re"o&
5a0oratori%ski
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
186/253
$o%aava
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
187/253
g ta tra8i&o od filtrab2to ravni%u $ro$usnu karakteristiku2to str&i%e ivice da 0i se 2to 0ol%e filtrira
0lisku interferira%u:i si"nalg R3 $asivni filtri-o"raniene &o"u:nosti
$ostizan%a 8el%eni karakteristika $o&o:uko&0inaci%e kondenzatora i ot$ornika*
Idealna karakteristika zafilter $ro$usnik niskiuestanosti
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
188/253
Idealna karakteristika sa 53 filtri&a
Prelazni od"ovor i fazni $o&era% sve vi2e de"radira%u $ri$o0ol%2an%u a&$litudno" od"ovora*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
189/253
ktivni filtri6 $re"led
/ori2:en%e& o$eracioni $o%aavaa &o"u:a %e sinteza0ilo ko%e filterske karakteristike 0ez kori2:en%a induktiviteta
/onverter ne"ativne Nirator
i&$endance
#snovni kriteri%u&i uinka filtra
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
190/253
ktivni filtri6 $re"led
Sallen i /eQ filter
#snovni kriteri%u&i uinka filtra
frekventni do&en6
$ro$usni o$se"
o$se" ri$la
$rekidna frekvenci%a
$relazna o0last
sto$ o0last
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
191/253
ktivni filtri6 $re"led
#snovni kriteri%u&i uinka filtra
1re&enski do&en6
vre&e $orastavre&e $ostizan%a vrednosti
$re&a2a%
zvon%ava
.i"italna i analo"na elektronika
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
192/253
.i"italna i analo"na elektronika
5o"ika stan%aHi" i 5ow-na$onski nivoi3,#S 'H3( 1 HIDH) hG*[1 i&unost na 2u&
Bro%ni kodovidekadni
0inarniHeksadeci&alni 'HEY(B3.-0inarno kodirani deci&alni
Bro%evi sa znako&znakL&a"nituda0inarno $redstavl%an%e sa offset-o&
ko&$le&ent >) ne"aci%a svako" 0ita L K ,Hz '5S( do
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
201/253
"
Pus-$ull izlazni ste$eni 6 ili u H ili u 5 'active $ullu$(*
/o&unikaci%a sa vi2e $eriferi%a diktira $ote0u tre:e" stan%a*
Tree-state
Tree state6 .ata 0us
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
202/253
Tree-state6 .ata 0us
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
203/253
/o&0inaciona lo"ika5o"iki identiteti
Iskl%uivi ili
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
204/253
,ini&izaci%a i /arnau"-ove &a$e> /
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
205/253
% "
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
206/253
/o&0inacione funkci%e dostu$ne u o0liku inte"ralni kola
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
207/253
/o&0inacione funkci%e dostu$ne u o0liku inte"ralni kola
uad >-in$ut select
/ada %e SE5 low nn/ada %e SE5 i" nBn
Trans&isione ka$i%e
.vos&erne analo"ne ka$i%e
/o&0inacione funkci%e dostu$ne u o0liku inte"ralni kola
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
208/253
% $ "
,ulti$lekseri
TT5- di"italne si"nale '
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
209/253
.e&ulti$lekser izi&a si"nal sa ulaza i 2al%e "a na adresirani izlaz*Slino radi dekoder osi& 2to %e adresa %edini ulaz* dresirani izlaz seo$slu8u%e*
Enkoder $rioriteta "eneri2e adresu na%vi2e" $o redu o$slu8eno" ulaza*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
210/253
Sa0irai i dru"i arit&etiki i$ovi
etvoro0itni sa0ira
Pro2iren%e
/o&$arator &a"nitude
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
211/253
/o&$arator &a"nitude
#dre7u%e relativne veliine dvaulazna 0ro%a
Denerator $arnosti
Deneri2e 0it $arnosti ko%i se kai na re ko%a se trans&itu%e $re&a neko& dru"o&kolu*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
212/253
.ekoderi kao "eneralisane ta0ele istinitosti
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
213/253
R#, -read onlQ &e&orQ
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
214/253
R#, read onlQ &e&orQ
,PR#,- '&ask-$ro"ra&&ed in factorQ(PR#,-'osi"urai-korisnik(EPR#,-erasa0le PR#,#TPEEPR#,
P5 i P5
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
215/253
ko&0inaciona kola$osto%e isekvenci%alne vari%ante
Sekvenci%alna lo"ika
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
216/253
Sekvenci%alna lo"ika
fli$-flo$
0ista0ilni- kolo %e si&etrinoneka su i B - Hako %e Y - H onda j-5 i o0rnutoko se dovede na 5 ceo FF $relazi u stan%eY-H) j-5
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
217/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
218/253
,aster-slave i ivico& okidni FF
.-ti$
+/-FF
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
219/253
+/ FF
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
To""le
/ola-to""lin"
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
220/253
.el%en%e sa >
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
221/253
.el%en%e sa vi2e
/o&0inaci%a &e&ori%a i ka$i%asekvenci%alna lo"ika
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
222/253
sekvenci%alna lo"ika
$ri&er
>*. ulazi
A*Prona:i z"odnu
ko&0inaci%u
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
223/253
,onosta0ilni &ultivi0rator
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
224/253
'one-sot(karakteristike-retri"era0ilnost-reseta0ilnost-2irina $ulsa od [Gns do &s$ro0le&i
-ti&in"-du"i $ulsevi-okidan%e-izlazna izolaci%a
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
225/253
ift re"istri
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
226/253
nalo"no-di"italnoRT5) TT5) 3,#S
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
227/253
Povezivan%e razliiti lo"iki fa&ili%a
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
228/253
Prekidai
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
229/253
/o&$aratori) o$eracioni i di"italna
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
230/253
Takt i isterezis
.i"italna kola i $otro2ai
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
231/253
#$toelektronika
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
232/253
#$toka$leri
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
233/253
$ $
/a0lovi
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
234/253
RS->A>
.iferenci%alni) RS-[>>C[>A
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
235/253
#$tiki ka0lovi
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
236/253
*'D i D'* konverteri
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
237/253
Potre0a konverzi%e analo"no" si"nala u di"italni i o0rnuto
-ko&$%uterska kontrola $rocesa-di"italni &erni ure7a%i-0ela tenika
-enkri$ci%a analo"ni si"nalaitd*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
238/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
239/253
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
240/253
Denerisan%e na$onsko" izlaza
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
241/253
=a ve:e izlazne na$one $otre0an %e
o$eracioni $o%aava*=a u&irivan%e si"nala kondenzator u$ovratno% s$rezi*Pro0le& offset-a*
#stali .C konvertori
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
242/253
FC1-freuencQ to volta"e-Binarno se "eneri2e si"nal odre7ene frekvenci%e-od"ovara%u:i R3-filter konvertu%e frekvenci%u u na$on-ri$$le se skida $o&o:u $ro$usnika niski uestanosti
PW-&odulaci%a '2irinska(-frekvenci%a %e konstantna-odnos si"nal-$auza se odre7u%e di"italno-filter $ro$usnik niski uestanosti da%e na$on
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
243/253
Half flas
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
244/253
vari%aci%a $araleno" enko-dera %e $olu-flas*.voste$eni $roces6*[-0it .3 da%e od"ovara-%u:i a$roksi&irani na$on*A*na$on "re2ke $redstavl%aulaz za dru"i flas ko%i da%e
5SB*
Sukcesivne a$roksi&aci%e
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
245/253
Is$ro0ava%u se razliiti kodovi$reko .C konvertora i rezultatse $oredi sa ulazni& na$ono&*Svi 0itovi se na $oetku stavl%a%una G* =ati& se na%vi2i 0it $ostavl%ana
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
246/253
u ovo% &etodi ulazni na$on se $retvara u izlazni niz i&$ulsa i%a %e frekvenci%a$ro$orcionalna na$onu*
Pri&er6-kondenzator se $uni stru%o& $ro$orcionalno& ulazu*
-$razni se kada na$on dosti"ne zadati $ra"-z0o" ve:e tanosti uvodi se $ovratna s$re"a
-$oredi se ulaz a "eneri2u se $ulsevi da 0i se na ko&$aratorudo0io isti na$on*
Sin"le-slo$e inte"raci%a
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
247/253
U ovo% tenici unutra2n%ira&$ "enerator 'stru%ni izvorL kondenzator( se startu%esa $oetko& konverzi%e*U isto vre&e $oin%e da radi
0ro%a ko%i 0ro%i i&$ulse sta-0ilno" takta*Bro% %e $ro$orcionalan ulazno&na$onu*9a kra%u konverzi%e kolo $raznikondenzator) resetu%e 0ro%a
i s$re&no %e za novu konverzi%u*9e$reciznost usled nesta0ilnosti ko&$aratora i kondenzatora*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
248/253
Si"&a-delta konverterii&a nekoliko &etoda ko%i
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
249/253
ukl%uu%u $oni2tavan%eulazne stru%e 'si"nal( $o-&o:u $rekidno" unutra-2n%e" stru%no" izvora*
Ulazni na$on $o0u7u%e
inte"rator i%i %e izlaz ve-zan za ko&$arator referi-san za &asu* U zavisnostiod izlaza ko&$aratora$ulsevi stru%e 'sa fiksirano& 2irino&( se ukl%uu%u u su&arnu taku 'inte"rator(odr8ava%u:i nulu usredn%ene stru%e* #vo 0alansira%u:i konce$t* Bro%a 0ro%i koliko
$ulseva %e oti2lo u sa0ira od uku$no" 0ro%a $ulseva* #va% 0ro% %e $ro$orcionalanulazno& na$onu 'stru%i(*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
250/253
P55
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
251/253
II fazni ko&$arator "eneri2e si"nal $retican%aili ka2n%en%a
P55
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
252/253
13# -na$onski kontrolisani oscilator
Frekvenci%a %e odre7ena sa 5i .>* .ioda .>%e varaktor ili varika$dioda* 1e:ina dioda se o0ino $o-
na2a kao varika$ kada radi u rever-zno& re8i&u is$od $ro0o%ni $ara-&etara* Pri reverzno% $olarizaci%ireko&0inaciona o0last odre7u%edielektrine oso0ine i da%e konden-zator* Pro&eno& na$ona &en%a se
r*o* ) a ti&e i efektivni ka$acitetkondenzatora*
7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku
253/253