Кіріспе

Интегралды схемалардың қуат көзіне қосылулары

Интегралды схемалардың (IC) қуат көзіне арналған тігіштері электр және электроника инженериясында, сондай-ақ интегралды схемаларды жобалауда кернеу және токпен жабдықтау терминалдарын білдіреді. Интегралды схемалардың (IC) олар орнатылған тізбектің қуат рельстеріне қосылатын кем дегенде екі тігіштері болады. Бұлар қуат көзіне арналған тігіштер деп аталады. Дегенмен, тігіштердің таңбалануы IC отбасы мен өндірушіге байланысты өзгереді. Екі индексті нотация әдетте берілген IC (транзисторлар) отбасының бірінші әрпіне сәйкес келеді, ол терминалдарды (мысалы, FET-терминалдарындағы дренаж терминалы үшін VDD қуат көзі) белгілейді. + Типтік қуат көзіне арналған тігіштер NPN BJT N FET AC/DC (айнымалы немесе тұрақты токпен жабдықтау) DCDC Оң қуат көзінің кернеуі VCC/VBB VDD V+ VS+ VINVDDVA (аналогтық құрылғылар үшін кернеу) Теріс қуат көзінің кернеуі VEE VSS V− VS− Жер GND GND 0 0 GNDGNDGND

Ең қарапайым таңбалаулар V+ және V−, бірақ ішкі жобалау және тарихи дәстүрлер басқа да әртүрлі таңбалаулардың қолданылуына әкелді. V+ және V− сондай-ақ операциялық күшейткіштер сияқты IC-тің кері емес (+) және кері (-) кернеулік кірістеріне де қатысты болуы мүмкін. Қуат көзі үшін кейде қуат рельстерінің бірі жер (қысқартылған "GND") деп аталады, ал оң және теріс кернеулер жерге шаққандағы кернеулер болып табылады. Цифрлық электроникада теріс кернеулер сирек кездеседі, ал жер әрқашан ең төменгі кернеу деңгейі болып табылады. Аналогтық электроникада (мысалы, аудио қуат күшейткішінде) жер ең оң және ең теріс кернеу деңгейлері арасындағы кернеу деңгейі болуы мүмкін. Екі нүктенің арасындағы айырманы білдіретін екі индексті нотацияда ұқсас көрінетін орын басушылар мен индекстер қолданылады, бірақ екі әріпті қуат көзінің кернеуін белгілеу тікелей байланысты емес (бірақ оның ықпалды фактор болуы мүмкін).

БЖТ

Биполярлы тоқпен басқарылатын транзисторларды қолданатын интегралды схемаларда VCC (+, оң) және VEE (-, теріс) қуат тізбегі болады, бірақ VCC жиі CMOS құрылғыларында да қолданылады. Электр схемалары мен схемалық талдауларда кернеулерге, токтарға және кейбір компоненттерге қатысты ұзақ жылдар бойы қалыптасқан белгілі бір ережелер бар. Мысалы, биполярлы тоқпен басқарылатын транзисторды талдау кезінде, ортақ эмиттер конфигурациясында коллектор, эмиттер және базадағы (жерге шаққанда) тұрақты ток кернеуі тиісінше VC, VE және VB деп жазылуы мүмкін. Осы транзистордың терминалдарымен байланысты резисторлар RC, RE және RB деп белгіленеді. Тұрақты ток кернеуін жасау үшін, осы резисторлардан немесе басқа компоненттерден тыс, ең алыс орналасқан кернеу көбінесе VCC, VEE және VBB деп аталады. Іс жүзінде VCC және VEE ортақ NPN тізбектерінде тиісінше оң және теріс қуат сызықтарын көрсетеді. Ескеріңіз, VCC эквивалентті PNP тізбектерінде теріс, ал VEE оң болады. VBB ECL логикасында эталондық қисайтудың қуат кернеуін көрсетеді.

ФЭТ

Дәл осындай конвенциялар олардың ағынды, көз және қақпа терминалдары бар өрістік эффектті транзисторларға да қолданылды. Бұл, көбінесе қолданылатын схемалық конфигурацияларда VDD және VSS деп аталатын қоректендіру кернеулері арқылы VD және VS шамаларының қалыптасуына әкелді. NPN және PNP биполярлық транзисторлары арасындағы айырмашылық сияқты, n арналы өрістік эффектті транзисторлар мен MOSFET-тер үшін VDD, VSS-ке қатысты оң, ал p арналы өрістік эффектті транзисторлар мен MOSFET-терге негізделген схемалар үшін теріс болады.

CMOS

CMOS интегралды тізбектері әдетте оң үшін VDD және теріс үшін VSS NMOS конвенциясын қабылдайды, тіпті оң және теріс қуат рельстерінің екеуі де көз терминалдарына қосылса да (оң қуат PMOS көздеріне, теріс қуат NMOS көздеріне беріледі). Көптеген жалғыз қуатты цифрлық және аналогтық тізбектерде теріс қуат көзі «GND» деп аталады. «Бөлшектік рельстік» қуат жүйелерінде бірнеше қуат кернеулері болады. Мұндай жүйелерге қазіргі заманғы ұялы телефондар (GND және 1.2 В, 1.8 В, 2.4 В, 3.3 В) және дербес компьютерлер (GND және -5 В, 3.3 В, 5 В, 12 В) жатады. Қуатқа сезімтал конструкциялар көбінесе белгілі бір кернеуде бірнеше қуат рельсіне ие, оларды активті пайдаланылмаған компоненттерге қуат беруді өшіру арқылы энергияны үнемдеу үшін пайдаланады. Күрделі схемалар көбінесе арнайы функциялар үшін кернеу деңгейін тасымалдайтын қосымша ұштықтары болады, және олар әдетте мақсатының аббревиатурасымен белгіленеді. Мысалы, USB құрылғысына берілетін қуат үшін VUSB (номиналды 5 В), батарея үшін VBAT немесе аналогтық-цифрлық түрлендіргіш үшін анықтамалық кернеу үшін Vref. Цифрлық және аналогтық тізбектерді біріктіретін жүйелер көбінесе цифрлық және аналогтық жерлерді (GND және AGND) ажыратады, бұл цифрлық шуды сезімтал аналогтық тізбектерден оқшаулауға көмектеседі. Жоғары қауіпсіздікті криптографиялық құрылғылар және басқа да қауіпсіз жүйелер кейде шифрланбаған және шифрланған (қызыл/қара) жүйелері үшін жеке қуат көздерін қажет етеді, бұл құпия ақпараттың жария болуын болдырмау үшін қажет.

БЖТ және ФЕТ аралас

Әлі де кең таралған болса да, бұл құрылғыға тән қуат көзі атаулары биполярлы және FET элементтерінің қоспасын пайдаланатын тізбектерде немесе NPN және PNP транзисторларын немесе n және p арналы FET-терді қолданатын тізбектерде шектеулі маңызға ие. Бұл соңғы жағдай қазіргі заманғы микросхемаларда жиі кездеседі, олар көбінесе CMOS технологиясына негізделген, мұнда C – «толықтырғыш» дегенді білдіреді, яғни n және p арналы құрылғылардың толықтырғыш жұптары кеңінен қолданылады. Бұл атаулар үлкен суреттің бір бөлігі болды, мысалы, биполярлы транзисторларды қарастыратын болсақ, FET толығымен аналогтық болғанымен, әрбір терминалға кіретін немесе одан шығатын тұрақты (DC) немесе смещениелік тоқтар IC, IE және IB ретінде жазылуы мүмкін. Смещениелік жағдайлардан басқа, көптеген транзисторлық тізбектер терминалдардағы смещениеге қосылған кішкентай аудио, бейне немесе радиожиілік сигналын да өңдейді. Осы сигнал деңгейлерін терминалдарда көрсету үшін кішкентай әріптер мен төменгі индекстер қолданылады, қажет болған жағдайда жоғары және төменгі шектемелер арасындағы немесе RMS мәндері қолданылады. Сондықтан біз vc, ve және vb, сондай-ақ ic, ie және ib көреміз. Осы конвенцияларды қолдану арқылы, жалпы эмиттерлік күшейткіште vc/vb қатынасы транзистордағы кішкентай сигналдық кернеу күшейтуін, ал vc/ib – кішкентай сигналдық транзистік кедергісін көрсетеді, транзистор атауы осыдан қысқартылған. Бұл конвенцияда vi және vo әдетте тізбектің немесе каскадтың сыртқы кіріс және шығыс кернеулерін білдіреді. Ұқсас конвенциялар вакуумдық түтіктерді немесе термоиондық клапандарды (АҚШ-тан тыс жерлерде осылай белгілі) қамтитын тізбектерге де қолданылды. Сондықтан VP, VK және VG табаққа (немесе АҚШ-тан тыс жерлерде анодқа), катодқа (K, C емес) және вакуумдық триодты, тетродты және пентодты тізбектерді талдағанда торға қолданылатын кернеулерді көрсетеді.