CLAY em elementos CMOS. Esquema, descrição

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Geradores de tensão linear (CLAY) são usados em uma ampla variedade de aplicações e são dispositivos de pulso amplamente conhecidos. Na fig. 1 mostra um circuito gerador feito em dois elementos lógicos OR-NOT. É baseado no circuito usual de um gerador de pulso retangular assimétrico, no qual, em vez de um resistor, a corrente através da qual o capacitor de ajuste de tempo é carregado, é usado um gerador de corrente baseado em um transistor de efeito de campo VT1. Ao mesmo tempo, o mesmo circuito cria feedback negativo.

CLAY em elementos CMOS
Fig. 1

Os diagramas de tempo que ilustram a operação do CLAYS são mostrados na fig. 2. Os pulsos na figura têm uma aparência "arredondada", pois são mostrados para as frequências de operação mais altas.

CLAY em elementos CMOS
Fig. 2

CLAY funciona da seguinte maneira. Deixe a saída DD1.1 mudar a tensão de um nível lógico alto para baixo. O capacitor C1 está descarregado, ou seja, na placa ligada à entrada DD1.2 - nível de baixa tensão. Consequentemente, a saída de DD1.2 é um nível alto. O gerador de corrente no transistor de efeito de campo VT1 (a corrente é regulada pelo resistor de ajuste R1) determina a frequência de repetição dos pulsos gerados. O surgimento de um nível alto na saída de DD1.2 liga o gerador de corrente e sua corrente carrega o capacitor C1 de ajuste de tempo (de acordo com o circuito). A tensão na placa direita do capacitor aumenta linearmente, e a placa esquerda do capacitor é fechada através da saída DD1.1 para um fio comum, pois esta saída possui um baixo nível de tensão. Assim, uma tensão crescente linear é formada na placa direita do capacitor C1.

A entrada e a saída de DD1.2 são conectadas através de um gerador de corrente com alguma resistência interna. Isso significa que, devido ao feedback negativo da saída para a entrada, DD1.2 opera de modo linear como um amplificador inversor. À medida que a tensão na entrada de DD1.2 aumenta, a tensão em sua saída diminui até atingir o nível de comutação de DD1.1. Normalmente, esse nível é cerca de metade da tensão de alimentação. Na saída de DD1.1, aparece um nível de alta tensão, e o lado esquerdo do capacitor é conectado através da saída de DD1.1 ao pólo positivo da fonte de alimentação. O capacitor é rapidamente descarregado para um fio comum através do diodo VD1 e da saída do elemento lógico (LE) DD1.2. Quando a tensão na entrada DD1.2 chega a zero, um alto nível de tensão aparece em sua saída. Ao mesmo tempo, DD1.1 comuta, um nível de baixa tensão aparece em sua saída e um novo ciclo de formação de pulso se inicia.

Um pulso curto é removido da saída de DD1.1, precedendo o início da formação de LIN. O diodo VD2 fornece proteção para a entrada DD1.2 contra tensão negativa. A placa esquerda do capacitor antes da comutação é conectada ao fio comum através da saída DD1.1. Como resultado, uma tensão negativa aparece na entrada DD1.2 e a geração de tensão começa a partir de um nível baixo (negativo). Para eliminar este efeito indesejável, um diodo VD1.2 é conectado entre a entrada DD2 e o fio comum, o que limita a tensão negativa a 0,6 ... 0,7 V (0,2 ... 0,4 V para um diodo de germânio).

Este CLAY pode operar em taxas de repetição de pulso de dezenas e centenas de kilohertz. Nessas frequências, mesmo amplificadores operacionais de alta velocidade não funcionam bem. Este circuito é usado em uma fonte de alimentação com conversão para RF e estabilização da tensão de saída usando modulação por largura de pulso.

Autor: E. Solodovnikov, Krasnodar

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