Управляющие интегральные микросхемы для ключевых стабилизаторов представляют собой достаточно сложные схемы с высокой степенью интеграции функций и большим числом компонентов (они могут выполнять до 10 — 13 функций и заменять 200 — 300 дискретных компонентов). Одной из первых монолитных управляющих микросхем для ключевого стабилизатора была ИМС типа TL497A. В этой ЯМС используется принцип стабилизации напряжения путем изменения частоты повторения импульсов с фиксированной длительностью. Все интегральные схемы* выпущенные позднее, используют принцип широтно-пмпульсной модуляции для стабилизации напряжения.
Таблица 2.11. Схемы управления ключевыми стабилизаторами
| Тип прибора | Выходное напряжение, В | Входное напряжение, В | Выходной ток, мА | Наличие двухтактного выхода | Опорное напряжение, В | Температурный коэффициент напряжения , 10—б /°С | Дополнительные функции | Частота переключения, кГц | Тип корпуса | |||
| Мягкий запуск | Управление (включение, выключение) | Ограничение тока | ||||||||||
| минимальная | максимальная | |||||||||||
| SL442 | — | — | — | Нет | 12 — 14 | — | Нет | Нет | Есть | — | — | DIP |
| TDA1060 | — | 10,5 — 18 | 40 | Нет | 3,72+0,3 | 100 | Есть | Есть | Есть | — | 100 | DIP |
| МС3420 | 40 | 10 — 30 | 50 | Есть | 7,8+0,4 | 80 | Есть | Есть | Нет | 5 | 200 | DIP |
| МС3520 | ||||||||||||
| S К 65 60 | — | 18 | 50 | Нет | 3,72+0,18 | — | Есть | Есть | Есть | 5- 10-2 | 100 | — |
| АМ6300 | — | 40 | 100 | Есть | 2,5 | — | Есть | Есть | Есть | — | — | — . |
| SG1526 | — | 40 | 100 | Есть | 5±0,05 | — | Есть | Есть | Есть | 1 | 300 | DIP |
| SG1524 | ||||||||||||
| SG2524 | 40 | — | 100 | Есть | 5±0,2 | 40 | Нет | Есть | Есть | — | 300 | DIP |
| SG3524 | ||||||||||||
| SG1525 | — | 40 | 200 | Есть | 5 ±0,05 | — | Есть | Есть | Есть | 5-10-2 | 300 | — |
| ZN1066 ZN1066E | — | — | 200 | Есть | 2,52±0,12 | 50 | Есть | Нет | Есть | 5 -10-3 | 500 | DIP |
| TL494 | 41 | 7 — 40 | 250 | Есть | 5±0,25 | — | Есть | Есть | Есть | — | — | DIP |
| МС3421 МС3521 | 40 | 40 | 250 | Есть | 5 | — | Есть | Есть | Есть | 1 | 300 | DIP |
| TL497A | ||||||||||||
| TL497M TL497I | 30 | 15 | 500 | Нет | 1,22±0,1 | — | Есть | Есть | Есть | — | — | DIP |
| TL497C | ||||||||||||
| TL495 | — | 1,5 — 9 | 500 | — | 1,2 | — | Есть | Есть | Есть | — | — | DIP |
| цА540РС (DС) | 1,3 — 40 | 2,5 — 40 | 1500 | Нет | 1,245±0,065 | 100 | — | — | — | — | — | DIP |
| DM1605 SMI 605 | 3 — 30 | 35 | 5000 | — | 2,5 | 150 | — | — | — | — | — | TO-3 |
Приборы типа SG3524 могут применяться как в двухтактных, так и в несимметричных схемах, в стабилизаторах напряжения любой полярности, в преобразователях напряжения постоянного тока с трансформаторной связью. Интегральная микросхема содержит ИОН, генератор, широтно-импульсный модулятор, триггер — генератор управляющих импульсов, два ключевых каскада, схемы ограничения тока и запирания стабилизатора напряжения. Микросхема может работать с частотой переключения 100 кГц и обеспечивает нестабильность по току в среднем 0,2 %. Для построения источников питания двухтактного, мостового и последовательного типа с широтно-импульсной модуляцией выпускается управляющая схема типа МС3420. На кристалле этой ИМС имеется ИОН, компаратор напряжения, двухтактный генератор на 100 кГц, широтно-импульсный модулятор и схема защиты. Прибор типа SL442 предназначен для ключевых стабилизаторов напряжения параллельного и последовательного типов. На кристалле ИМС типа TDA1060 кроме источника опорного напряжения с температурной компенсацией размещены генератор пилообразного напряжения, широтно-импульсный модулятор, схема включения и выключения напряжения питания, схема размагничивания сердечника, схема регулировки коэффициента заполнения импульсов, вход для внешней синхронизации, схема ограничения тока и защиты от перегрузок. В табл. 2.11 представлены электрические параметры микросхем управления ключевыми стабилизаторами напряжения.
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ЦИФРОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 3.1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ ДЛЯ ЛОГИЧЕСКИХ
И АРИФМЕТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
В настоящее время зарубежными фирмами выпускается широкая номенклатура логических и арифметических ИС, насчитывающая несколько тысяч типов. Ниже приведены данные на некоторые широко распространенные биполярные интегральные схемы серии SN74 фирмы Texas Instr. — ведущей фирмы США в области полупроводниковых ИМС. Большинство ТТЛ ИС других фирм функционально и параметрически повторяют ИС серии SN74 фирмы Texas Instr. Далее, в табл. 3.11, будет приведено соответствие между ИМС серии SN74 и схемами, выпускаемыми другими фирмами США, и дан ряд отечественных аналогов. Существует пять модификаций серии: стандартная серия SN54/74, повышенного быстродействия SN54H/74H, маломощная SN54L/74L, быстродействующая SN54S/74S с диодами — Шоттки и маломощная быстродействующая с диодами Шоттки SN54LS/74LS. Типовые характеристики этих модификаций приведены в табл. 3.1. В табл. 3.2 приведены уровни входных и выходных напряжеfiift и токов ИМС различных серий. Напряжение питания схем +5 В, потребляемая мощность почти не зависит от частоты переключения, диапазон температуры для серии SN54 составляет — 55н- + 125°С и для серии SN74 0-+70°С. Ввиду большого многообразия типов логических схем по функцнональному назначению рассматриваются только широко распространенные интегральные микросхемы: триггеры (табл. 3.3), мультивибраторы (табл. 3.4), схемы временной задержки (табл. 3.5), дешифраторы (табл. 3.6), сдвиговые регистры (табл. 3.7), счетчики (табл. 3.8), сумматоры (табл. 3.9), умножители (табл. 3.10).
В табл. 3.11 приведено соответствие логических микросхем SN74 фирмы Texas Instr. схемам других фирм, а в табл. 3.12 даны отечественные аналоги серии SN74.
Таблица 3.1. Типовые динамические параметры микросхем
серии SN54/74
| Серия ИМС | Логические схемы | Триггеры | ||
| Время задержки распространения, НС | Потребляемая мощность, мВт/л. э | Работа переключения, пДж | Частота переключения, МГц | |
| SN54LS/74LS | 9,5 | 2 | 19 | 0 — 46 |
| SN54L/74L | 33 | 1 | 33 | 0 — 3 |
| SN54S/74S | 3 | 19 | 57 | 0 — 125 |
| SN54/74 | 10 | 10 | 100 | 0 — 35 |
| SN54H/74H | 6 | 22 | 132 | 0 — 50 |
Примечание, л. э. — логический элемент.
Таблица 3.2. Типовые статические параметры микросхем
серии SN54/74
| Серия ИМС | U0вых, B | U1вых. В | U0вх, В | U1вх, в | I0вых- МА | I1вых, МКА | С мА | ;вх< МКА |
| SN54/74 | 0,4 | 2,4 | 0,8 | 2,0 | 16,0 | — 400,0 | — 1,6 | 40,0 |
| SN54LS/74LS | 0,5 | 2,5 | 0,8 | 2,0 | 8,0 | — 400,0 | — 0,4 | 20,0 |
| SN54S/74S | 0,5 | 2,5/2,7 | 0,8 | 2,0 | 20,0 | — 1000,0 | — 2,0 | 50,0 |
В таблицах используются следующие термины, определения и буквенные обозначения основных электрических параметров: U3X — входное напряжение низкого уровня;
Uвх — входное напряжение высокого уровня; U0вых~ выходное напряжение низкого уровня;
U1Bblx — выходное напряжение высокого уровня;
Iвх — входной ток логического нуля;
Iвх — входной ток логической единицы;
Таблица 3.3. Триггеры
| Тип | Максимальная рабочая частота, МГц | U1вых , В | Число входов | Kраз | tзд.р.ср, НС | Pпот, мВт | Помехоустойчивость, В | Число триггеров в корпусе | Число выводов корпуса | |
| SN7472J | 20 | 2 | <0,8 | 9 | 10 | 40 | 50 | 1 | 1 | 14 |
| SN7472N | 20 | 2 | <0,8 | 9 | 20 | 40 | 50 | 1 | 1 | 14 |
| SN7473J | 20 | >2 | <0,8 | 8 | 40 | 40 | 50 | 1 | 2 | 14 |
| SN7473N | 20 | >2 | <0,8 | 4 | 10 | 40 | 50 | 1 | 2 | 14 |
| SN74LS73AJ (N, W) | 30 | >2 | <0,8 | 3 | 20 | 20 | 30 | — | 2 | 14 |
| SN7474AJ (N) | 25 | 2 | 0,7 | 4 | 11 | 40 | 40 | >0,3 | 2 | 14 |
| SN7476J fN) | 20 | >2 | <0,8 | — | 20 | 40 | 100 | 1 | 2 | 16 |
| SN74LS76AN (W) | 45 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 20 | 30 | — | — | 16 |
| SN74LS78AJ (N, W) | 45 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 20 | 30 | 0,3 | 2 | 14 |
| SN74104N | — | 1,7 | <0,9 | 10 | 10 | 25 | 120 | — | 1 | — |
| SN74105J (N) | — | 1.7 | <0,9 | 10 | 10 | 25 | 140 | — | 1 | — |
| SN74107J | 20 | >1,7 | <0,9 | 8 | 40 | 40 | 200 | 1 | 2 | 14 |
| SN74107N | 20 | >1.7 | <0,9 | 5 | 10 | 40 | 200 | 1 | 2 | 14 |
| SN74LS107AJ (N, W) | 45 | >1.7 | <0,9 | 5 | 22 | 20 | 30 | 0,3 | 2 | 14 |
| SN74LS109AJ (N) | 25 | >2 | <0,8 | 5 | И | 40 | 40 | 1 | 2 | 16 |
| SN74109J (N) | 25 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 35 | 75 | 1 | 2 | 16 |
| SN74LS109AW | 30 | >2 | <0,8 | 5 | 11 | 35 | 30 | — | 2 | 16 |
| SN74110J (N) | 20 | >2 | <0,8 | 9 | 20 | 30 | 100 | 1 | 1 | 14 |
| SN74111 J (N) | 20 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 30 | 140 | 1 | 2 | 16 |
| SN74112AJ (N, W) | 45 | >2 | <0,8 | 5 | 22 | 20 | 30 | 0,3 | 2 | 14 |
| SN74112J (N) | 80 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 5 | 250 | 1 | 2 | 16 |
| SN74113AJ (N, ,W) | 45 | £>2 | <0,8 | 5 | 22 | 20 | 30 | 0,3 | 2 | 14 |
| SN74113J (N) | 80 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 5 | 250 | 1 | 2 | 16 |
| SN74114AJ (N, W) | 45 | >2 | <0,8 | 5 | 22 | 20 | 30 | 0,3 | 2 | 14 |
| SN74114J (N) | 80 | >2 | <0,8 | 5 | 20 | 5 | 250 | 1 | 2 | 16 |
Примечание. Все триггеры J-K-типа за исключением SN74LS74A — D-типа.