Рекомендация по цифровому инвертору из дискретных компонентов

У меня есть цифровая схема, в которой мне нужен только один логический инвертор, а размер печатной платы и энергопотребление являются серьезными ограничениями. Поэтому я подумал об использовании пары комплементарных SMD MOSFET (классическая конфигурация со связанными затворами) вместо ИС со многими готовыми инверторами. Какой MOSFET будет более рекомендован в этом случае (как для небольшого размера, так и для низкого тока затвор-сток)?

Ответы (4)

Теперь вы можете получить отдельные инверторы SMD , подобные этому , который является лишь одним из шести вентилей в классическом корпусе в стиле 74AHCT04.

Вы никогда не превзойдете ИС по размеру с дискретными компонентами; Ссылка tcrosley потребляет всего несколько мкА, а площадь основания — SOT23-5, всего 2,1x2,4 мм.

Однако, если вашей целью является простота или образование, вы можете неплохо справиться с простым инвертором на полевых транзисторах. С PNP и NPN логического уровня вы можете создать двухтактную схему тотемного полюса, которая будет иметь такие же требования к мощности, что и инверторная ИС. Также можно заменить верхний транзистор резистором:

инвертор

Это создает простой инвертор в небольшом пространстве. Когда входное напряжение выше $V_{TO}$, выход будет подключен к земле через транзистор. Когда входное напряжение мало, транзистор будет закрыт, а выход будет подтянут до $V_{CC}$ через резистор.

В резисторе будет рассеиваться мощность при «высоком уровне» (на самом деле это пассивная операция для этой схемы), и ток будет течь через резистор, когда вы работаете на низком уровне, поэтому сделайте резистор таким же большим, как ваша емкость нагрузки, скорость переключения , и входное сопротивление позволяют. Эта схема может потреблять много тока, но для источника тока требуется резистор меньшего размера. Если вам нужен источник тока, используйте PNP и переверните конструкцию вверх дном. Для лучшей производительности используйте два транзистора.

Первоначальный корреспондент указал энергопотребление как фактор конструкции.
Почему нельзя было заменить резистор на P-канальный и получить полноценный тотемный столб?
@reemrevnivek: транзистор + резистор крошечный и дешевый, и работает нормально. 2 дискретных транзистора почти такие же маленькие, и я думаю, что они работают нормально - или я что-то упускаю из виду? Есть ли что-то волшебное в транзисторах внутри ИС, что не может быть продублировано отдельными дискретными транзисторами?
После дальнейших размышлений я пришел к выводу, что да, вы можете использовать дискретные транзисторы для дублирования инвертора. Однако вы не можете дублировать более сложную логику, потому что ваш транзистор имеет исток, привязанный к подложке. Вам нужно соединить подложку (но не источники) вместе для других логических схем. Отредактировано.
Все интегрированные цифровые КМОП-схемы, которые я когда-либо видел, соединяют вместе все подложки nFET. Но так ли это необходимо? Что происходит, когда вы строите «более сложную логику» из отдельных дискретных транзисторов, каждый из которых имеет собственный исток, привязанный к собственной подложке?

Когда у меня есть цифровая схема, и я обнаруживаю, что мне нужен «еще один инвертор», я обычно вставляю целую микросхему — возможно, 74HC132 — потому что обычно через несколько минут после того, как я подключаю этот инвертор, я обнаруживаю, что мне нужно еще один «еще один инвертор».

Пара комплементарных МОП-транзисторов в стандартной схеме статического КМОП-инвертора должна работать нормально. В настоящее время на полках моих любимых поставщиков есть буквально сотни различных типов отдельных транзисторов и массивов транзисторов , которые могли бы работать. (Под «работой» я подразумеваю «имеет пороговое значение Vgs, достаточно маленькое, чтобы вы могли управлять им с помощью цифровой логики, а не чем-то, что требует 6 В или более для включения»).

Случайно выбранные примеры:

  • p-канальный полевой транзистор BSS84; и n-канальный полевой транзистор 2N7002, каждый в дискретном корпусе SOT-23
  • Diodes Inc. DMC2004DWK-7 двойная комплементарная пара MOSFET в одном корпусе SOT-363
Рекомендация по цифровому инвертору из дискретных компонентов
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v