Логические элементы на МЕП-транзисторах

Опубликовано 18.03.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Полевые транзисторы МЕП-типа имеют структуру «металл-полупроводник», их строят на основе арсенида галлия.
В сравнении с германием арсенид галлия имеет следующие преимущества: более высокую подвижность электронов в слабых электрических полях; почти в полтора раза шире запрещенную зону, которая обеспечивает высокое удельное сопротивление подкладки; очень малые паразитные емкости между электродами МЕП-транзистора.
Схема элемента НЕ на МЕП-транзисторах содержит пассивный транзистор VT1 и входной активный транзистор VT2. Пассивный транзистор VT1 включен по схеме двухполюсника и выполняет роль источника стокового тока, значение которого практически не изменяется в широком диапазоне изменения напряжения между стоком и истоком. К выходу элемента НЕ подключается аналогичный инвертор. Он в статическом режиме представлен эквивалентной схемой из последовательно включенных диода Шоттки и сопротивления между затвором и истоком.
Схема двухвходового элемента ИЛИ-НЕ содержит нормально открытый пассивный транзистор VT1, входные нормально закрытые транзисторы VT2 и VT3, включенные параллельно.
При подаче на оба входа напряжений, соответствующих уровню логического нуля, транзисторы VT2 и VT3 закрыты, на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Если на один или оба входа подается высокий уровень напряжения, то соответствующий транзистор открывается и на выходе устанавливается уровень логического нуля.
Схема двухвходового элемента ИЛИ-НЕ с повышенной помехоустойчивостью содержит входные диоды Шоттки VD1 и VD2, которые реализуют операцию ИЛИ, транзисторы VT1 и VT2, создающие инвертор, и транзистор VT3, служащий для смещения уровня порога транзистора VT2.
Повышенная помехоустойчивость достигается усложнением схемы, увеличением ее площади на кристалле и использованием отрицательного источника питания.