Контакты источника питания ИС обозначают клеммы источника напряжения и тока в электротехнике , электронной технике и в проектировании интегральных схем . [a] Интегральные схемы (ИС) имеют по крайней мере два контакта, которые подключаются к шинам питания схемы, в которой они установлены. Они известны как контакты источника питания . Однако маркировка контактов различается в зависимости от семейства ИС и производителя. Обозначение с двойным нижним индексом обычно соответствует первой букве в обозначении клемм данного семейства ИС (транзисторов) (например, V DD для вывода стока в полевых транзисторах и т. д.).
Простейшие обозначения — V+ и V− , но внутренняя конструкция и исторические традиции привели к использованию множества других обозначений. V+ и V− могут также относиться к неинвертирующим (+) и инвертирующим (−) входам напряжения ИС, таких как операционные усилители .
Для источников питания иногда одна из шин питания называется землей (сокращенно «GND») — положительное и отрицательное напряжение относительно земли. В цифровой электронике отрицательные напряжения присутствуют редко, а земля почти всегда является самым низким уровнем напряжения. В аналоговой электронике (например, усилитель мощности звука ) земля может быть уровнем напряжения между самым положительным и самым отрицательным уровнем напряжения.
В то время как двойная подстрочная нотация , где подстрочные буквы обозначают разницу между двумя точками, использует похожие на вид заполнители с подстрочными индексами, двухбуквенная подстрочная нотация напряжения питания не связана напрямую (хотя она могла быть влияющим фактором). [3] [4]
Микросхемы, использующие биполярные транзисторы , имеют выводы питания V CC (+, положительный) и V EE (-, отрицательный) – хотя V CC также часто используется для устройств КМОП. [2] : 71
В принципиальных схемах и анализе цепей существуют давние соглашения относительно наименования напряжений, токов и некоторых компонентов. [5] При анализе биполярного транзистора, например, в конфигурации с общим эмиттером , постоянное напряжение на коллекторе, эмиттере и базе (относительно земли) может быть записано как V C , V E и V B соответственно.
Резисторы, связанные с этими выводами транзистора, могут быть обозначены как R C , RE и R B . Для создания постоянного напряжения самое дальнее напряжение за пределами этих резисторов или других компонентов, если они присутствовали, часто обозначалось как V CC , V EE и V BB . [1] На практике V CC и V EE относятся к положительным и отрицательным линиям питания соответственно в обычных цепях NPN . [ необходима ссылка ] Обратите внимание, что V CC будет отрицательным, а V EE будет положительным в эквивалентных цепях PNP .
V BB определяет опорное напряжение смещения в логике ECL. [d]
Точно такие же соглашения применялись к полевым транзисторам с их стоком, истоком и затвором. [5] Это привело к тому, что V D и V S создавались напряжениями питания, обозначенными V DD и V SS в более распространенных конфигурациях схем . В эквиваленте разницы между биполярными транзисторами NPN и PNP, V DD положительно относительно V SS в случае n -канальных полевых транзисторов и полевых МОП-транзисторов и отрицательно для схем на основе p -канальных полевых транзисторов и полевых МОП-транзисторов.
В КМОП -ИС обычно используется условное обозначение NMOS: V DD для положительного и V SS для отрицательного, хотя и положительные, и отрицательные шины питания подключаются к выводам источника (положительное питание поступает на источники PMOS, отрицательное питание — на источники NMOS).
Во многих цифровых и аналоговых схемах с одним источником питания отрицательный источник питания также называется «GND». В системах питания «split-rail» есть несколько напряжений питания. Примерами таких систем являются современные сотовые телефоны с GND и такими напряжениями, как 1,2 В, 1,8 В, 2,4 В, 3,3 В, и ПК с GND и такими напряжениями, как −5 В, 3,3 В, 5 В, 12 В. Чувствительные к питанию конструкции часто имеют несколько шин питания с заданным напряжением, используя их для экономии энергии путем отключения питания компонентов, которые не используются активно.
Более продвинутые схемы часто имеют контакты, несущие уровни напряжения для более специализированных функций, и они, как правило, маркируются некоторой аббревиатурой их назначения. Например, V USB для питания, подаваемого на USB- устройство (номинально 5 В), V BAT для батареи или V ref для опорного напряжения для аналого-цифрового преобразователя . Системы, объединяющие как цифровые, так и аналоговые схемы, часто различают цифровые и аналоговые заземления (GND и AGND), помогая изолировать цифровой шум от чувствительных аналоговых схем. Высокозащищенные криптографические устройства и другие защищенные системы иногда требуют отдельных источников питания для своих незашифрованных и зашифрованных ( красный/черный ) подсистем, чтобы предотвратить утечку конфиденциального открытого текста.
Хотя они все еще относительно широко используются, существует ограниченная значимость этих обозначений источников питания, специфичных для устройств, в схемах, которые используют смесь биполярных и FET-элементов, или в тех, которые используют либо как NPN-, так и PNP-транзисторы или как n- , так и p -канальные FET. Этот последний случай очень распространен в современных чипах, которые часто основаны на технологии CMOS , где C означает комплементарный , что означает, что комплементарные пары n- и p -канальных устройств являются общими для всех.
Эти соглашения об именах были частью более широкой картины, где, продолжая примеры биполярных транзисторов, хотя FET остается полностью аналоговым, постоянный ток или токи смещения в или из каждого вывода могут быть записаны как I C , I E , и I B . Помимо условий постоянного тока или смещения, многие транзисторные схемы также обрабатывают меньший аудио-, видео- или радиочастотный сигнал, который накладывается на смещение на выводах. Строчные буквы и нижние индексы используются для обозначения этих уровней сигнала на выводах, либо от пика до пика , либо среднеквадратичного значения , по мере необходимости. Таким образом, мы видим v c , v e , и v b , а также i c , i e , и i b . Используя эти соглашения, в усилителе с общим эмиттером отношение v c / v b представляет собой коэффициент усиления напряжения малого сигнала на транзисторе, а v c / i b - сопротивление малого сигнала , от которого путем сокращения произошло название транзистор . В этом соглашении v i и v o обычно относятся к внешним входным и выходным напряжениям схемы или каскада. [5]
Аналогичные соглашения применялись к схемам, включающим электронные лампы , или термоэлектронные лампы , как их называли за пределами США. Поэтому мы видим V P , V K и V G , ссылающиеся на анод (или анод за пределами США), катод (обратите внимание на K , а не на C ) и напряжение сетки при анализе вакуумных триодных , тетродных и пентодных схем. [5]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )