Моделирование свойств и разработка методов управления многоустойчивыми узлами на кольцевых p-n-p-n триггерах как средство улучшения их динамических и функциональных характеристик

• Автор: Шульгин, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ КАСКАДНЫХ рп.рп. СТРУКТУР В ТРИГГЕРНОМ РЕЖИМЕ ,

1.1. Математическая модель структуры

1.2. Фазовый портрет триггера на рпрп структуре .

1.3. Состояния равновесия и режимы в каскадной

рПрП структуре .

Выводы.

2. ИЗОХРОННЫЕ И ИНВАРИАНТНЫЕ СВОЙСТВА СХЕМ С УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ РАВНОВЕСИЯ

2.1. Изохронная структура фазового портрета схем с устойчивыми состояниями равновесия

2.2. Изохронная структура фазового портрета

симметричного триггера.
2.3. Изохронная структура фазового потрета триггера
на рпрП структуре
2.4. Инвариантные свойства каскадной рпрП.
структуры многофазного триггера
Выводы.
3. УПРАВЛЕНИЕ ТРИГГЕРАМИ НА ОПрП СТРУКТУРАХ
3.1. Включение триггера
3.2. Выключение триггера
3.3. Переключение многофазного триггера. III
Выводы
4. УПРАВЛЕНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ В НАНОСЕКУНДНОМ ДИАПАЗОНЕ ВРЕМЕН
4.1. Связь мевду деформациями фазового портрета и зон
синхронизации в наносекундном диапазоне
4.2. Резонанснореалксационные свойства автоколебательных генераторов
4.3. Предельные возможности по управлению релаксационными
генераторами
Выводы
5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА рара СТРУКТУРАХ И ИХ
ПРИМЕНЕШЕ
5.1. Быстродействующий триггер на однокаскадной
структуре .
5.2 Быстродействующий многофазный триггер на
каскадной рара структуре
5.3. Многофазный триггер с амплитудной модуляцией пространственно распределенных импульсов аналоговым сигналом.
5.4. Функциональные узлы на рпрп. структурах
в многоканальных коммутаторах аналоговых сигналов
МКАС .
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Литература


Определены инвариантные переменные для триггера на связной р-п-р-а структуре, позволяющие выбрать способ управления, минимизирующий согласно вида поля изохрон переходной процесс. Третья глава посвящена анализу переходных процессов в многоустойчивых р-п-р-а структурах. Получены и проанализированы соотношения, характеризующие длительности стадий переходных процессов и определена их зависимость от схемных параметров и параметров управляющих импульсов. Выявлены факторы, ограничивающие быстродействие и определены условия потери управления такими схемами. В четвертой главе показано, что в предельных по частоте управления случаях мультивибраторы и триггеры обладают принципиально одинаковыми свойствами. Это позволило с общих позиций, безотносительно к конкретному виду релаксатора и его режима, рассмотреть построение зон синхронизации и показать зависимость их деформации как от параметров схемы, так и управляющего воздействия. Особое внимание уделено процессу вырождения релаксаторов в резонансные системы при стремлении повысить их быстродействие и исследованию постепенной потери управления по мере того как взаимодействие между схемой и воздействием изменяется от сильного до слабого. В пятой главе рассматриваются разработанные автором на основе результатов проведенных исследований функциональные узлы на р-Г1-р-а структурах, характеризующиеся повышенным быстродействием, высокой экономичностью по уровню потребляемой мощности и способностью к адаптации своей логической структуры. Рассмотрены примеры, показывающие преимущества их использования в составе быстродействующей аппаратуры для обработки информационных массивов. В приложении приведены акты внедрения результатов исследований и разработок в промышленность с экономическим эффектом тыс. ГЛАВА I. ХАРАКТЕРИСТИКИ N - КАСКАДНЫХ р-П-р-П. Эффективность применения методов теории колебаний и оптимального управления зависит от возможности моделирования реальных схем моделями второго порядка, для которых синтез закона управления сравнительно несложен и нагляден вследствие представления результатов в двумерной плоскости. Стремясь к максимальному упрощению модели, будем опираться лишь на существенные для нелинейных схем характеристики, влияющие на устойчивость получаемых соотношений. К их числу следует отнести нелинейность ВАХ схемы и ее активных компонентов, их способность усиливать сигналы и инерционность. Учет инерционности схемы будем проводить с помощью емкостей, подключенных с ее выходов на шины питания. Такой выбор обусловлен тем, что по мере совершенствования и приближения характеристик активных компонентов к физически предельным, их частотнозависимые параметр« оказывают все меньшее влияние на инерционность реальных схем. Такая упрощенная физическая модель достаточно точно отражает соотношение между всеми влияющими факторами при практических условиях работы на значительную нагрузку / / и в то же время существенно облегчает проведение анализа, результаты которюго можно уточнить на основании машинных методов расчета по усложненной модели. В дальнейшем оценим пригодность принятой модели для получения достоверных оценок длительностей прю-цессов. I.I. На рис. I.I показаны первый, последний и два промежуточных j-I, j каскада структуры. С межкаскадных связей. Ч*Ч^к] ЧБ. Т' верхнего ряда резисторы, а также протекающие по ним токи. Представляя значения токов через соответствующие напряжения и** • и* • исходные уравнения (І. J (1. Сеу|(^. Л^. СД1^=^чй;,,^1. Как показывают результаты работы С 8], систему (1. С о . Учет емкостей Се 9 как малых паразитных параметров для описания скачков в схеме, не приводит к появлению дополнительных положительных корней характеристического уравнения и пренебрежение ими допустимо. Полагая в уравнениях (1. Х5Г *-"а+^5+йк|^^и8э+а>Ь^5^(и. Ек-? Чтобы воспользоваться уравнениями (1. N - каскадных структур методом фазовой плоскости в системе координат и,и'> необходимо задаться видом функций "Ув И фв и далее перейти от них к зависимостям, аргументом которых являются принятые напряжения. Пудем полагать, что нелинейные зависимости токов транзисторов р-п. У0‘"с а,(+и»), Фо = а. Связь координат и^+ц.