Digital IC

1. Digital IC 1 Bipolar Digital IC 1.1 TTL( Transister-Transister Logic) ใช้งานได้หลายอย่าง ใช้กันแพร่หลาย มีราคาถูก เปลี่ยนสถานะได้มากกว่า 20,000,000 ครั้ง/วินาที แต่ ต้องใช้แรงดัน 5 Volt เท่านั้น กินกระแสมาก มีความเร็วปานกลาง ใช้ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาได้ถึง 30 MHz.ความเร็วสวิทช์ได้ในย่าน 7-11 นาโนวินาที ภายใต้โหลดที่มีค่าความจุไฟฟ้าปานกลาง มีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนไฟสลับ รุ่นที่ใช้มากคือ 7400 หรือ 7404

2. 1. Bipolar Digital IC 1.2 Low Power Schottky TTL เป็น TTL ชนิดใหม่ กินกำลังไฟฟ้าเพียง 20 % ของ TTL รุ่นเก่า แต่มีราคาแพง รุ่นที่ใช้กันมากคือ 74LS00

3. ตัวอย่างเบอร์ IC แบบ Bipolar (TCA785)

4. 2. MOSFET Digital IC (Metal Oxide Semiconductor FET) 2.1 Pและ N-Channel MOS(PMOS และ NMOS) สามารถบรรจุเกทต่อชิพได้มากกว่า TTL เป็นชิพที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์พิเศษ เช่น CPU, หน่วยความจำ ฯลฯ ข้อเสียคือ ความเร็วต่ำกว่า TTL ต้องการแรงดันมากกว่า 2 ระดับ เสียง่ายเมื่อถูกไฟฟ้าสถิตย์

5. 2. MOSFET Digital IC (Metal Oxide Semiconductor FET) 2.2 CMOS(Complementary MOS) เป็นไอซี ที่ใช้งานได้หลายอย่าง บางแบบใช้หมายเลขเดียวกับTTL มีความเร็วสูง ขีดความสามารถ เท่ากับ TTL มีย่านการใช้แรงดันจาก +3 ถึง +18 Volt กินไฟน้อย มีข้อเสียคือ ชำรุดได้ง่าย เมื่อถูกไฟฟ้าสถิตย์ รุ่นที่ใช้กันมากคือ 74C00 และ 4000

6. ตัวอย่างเบอร์ IC แบบ Mosfet (TCA785)

7. 3. JFET   เจเฟต (JFET) ย่อมาจากคำว่า Junction Field Effect Transistor ลักษณะโครงสร้าง สัญลักษณ์ แสดงดังรูป เฟตจะประกอบด้วยชั้นสารซิลิกอน N ซึ่งได้รับการแพร่ลงบนรอยต่อของชิ้นสารพีและเอ็นเฟตมีขาต่อใช้งาน 3 ขา คือ ขาเกต (gate) เดรน (drain) และซอร์ส (source) ระหว่างขาเดรนกับซอร์สจะได้รับไบแอสตรง ดังนั้นกระแสจะไหลจากขาเดรนไปยังขาซอร์ส

8. โครงสร้าง JFET แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ N-Channel กับ P-Channel มีขาเพื่อการใช้งาน 3 ขา ตามรูปที่ 1 โดยถือว่าขา D และขา S ต่ออยู่กับสารชนิดเอ็นซึ่งกำหนดเป็นช่องทางเดินกระแสหรือ channel ในขณะที่ขา G ควบคุมการไหลของกระแส สร้างมาจากสารชนิดพีมี 2 region ของเกตโอบล้อมแชนแนลซึ่งเป็นสารเอ็นเอาไว้ ส่วนเจเฟท ชนิดพีแชนแนลมีโครงสร้างคล้ายกัน เพียงแต่ในส่วนของเนื้อสารมีความแตกต่างกันเท่านั้นเอง โดยเนื้อสารในส่วนที่เป็นทางไหลของกระแสตรงที่เรียกว่าแชนแนลนั้นเป็นสาร ชนิดพีส่วนเกตเป็นสารชนิดเอ็น                   

9. รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างเบื้องต้นของ JFET

10. รูปที่ 2 แสดงสัญลักษณ์ของ JFET

11. สัญลักษณ์ของ JFET จากรูปที่ 2 เส้นหนาในแนวดิ่ง แสดงถึง แชนแนลของเจเฟท ขาซอร์สและเดรนต่อกับแชนแนลนี้ ลูกศรที่ชี้เข้าคือขาเกต การที่ลูกศรชี้เข้า แสดงถึง เจเฟทชนิด n แชนแนล สัญลักษณ์ของเจเฟทชนิด p แชนแนล สังเกตได้ว่าลูกศรชี้ออก พาหะข้างมากของเจเฟท ชนิดนี้คือโฮล แทนที่จะเป็นอิเลคตรอนแบบใน n แชนแนล

12. ข้อดี ของ JFET 1. มีอินพุตอิมพิแดนซ์ที่สูงมาก โดยที่ FET อยู่ในระดับ M-ohm ถึง > 1000 M-ohm ในขณะที่ BJT อยู่ในระดับ k-ohm 2. ไม่มีแรงดันออฟเซ็ต (Offset Voltage) เมื่อทำหน้าที่เป็นสวิทช์ 3. คุณสมบัติหลักๆไม่ถูกผลกระทบจากการรังสีภายนอกมากนัก ในขณะที่ค่า beta ของ BJT ได้รับอิทธิพลจากรังสีต่างๆค่อนข้างมาก

13. ข้อดี ของ JFET (ต่อ) 4. มีสัญญาณรบกวนต่ำ มาก เมื่อเทียบกับ BJT เนื่องจาก carrier ไม่ได้ไหลผ่าน Junction เหมือน BJT จึงเหมาะกับการนำไปใช้ในการขยายสัญญาณขนาดเล็กๆ 5. เสถียรภาพทางอุณหภูมิที่ดีกว่า BJT 6. มีโครงสร้างที่เล็กกว่า BJT ทำให้การผลิตเป็นไอซีสามารถบรรจุ FET ได้จำนวนมากในพื้นที่เล็กๆ

14. ข้อเสียของ JFET 1. มีค่า gain-bandwidth หรือการตอบสนองความถี่ ต่ำกว่า BJT ซึ่งทำให้การใช้งานกับสัญญาณในด้านความถี่สูงไม่ดี แต่ปัจจุบันได้มีการผลิตเป็น FET ที่สามารถใช้งานความถี่สูง ๆ ได้ 2. เสียหายได้ง่ายจากไฟฟ้าสถิต

15. ตัวอย่างเบอร์ IC แบบ Jfet (TL287)