CMOS Inverter come un circuito analogico

Un inverter CMOS è un circuito integrato, o IC, progettato per manipolare dati digitali nel computer e attrezzature connesse. Il transistor hanno tecnologia complementari metal-oxide semiconductor per un consumo energetico molto basso. Anche se utilizza e produce digitale on e off Stati, questi sono misurabili tensioni in ambito analogico. Nulla impedisce il suo uso in interessanti circuiti analogici, generazione e l'elaborazione di segnali audio e altre applicazioni.

Azione di inverter

I computer elaborano i dati come stringhe di cifre binarie - 1s e 0s. Circuiti del computer lavorano sulle tensioni: un'ad alta tensione rappresenta un 1 e una bassa tensione rappresenta un 0. "Alta" e "Basso" sono termini relativi, tuttavia; il circuito determina le tensioni esatte necessarie per indicare un 1 o 0. Un inverter prende un 1, o stato di alta-logica, presente all'ingresso dell'inverter e produce uno stato di 0, o basso-logica, alla sua uscita. In altre parole, si inverte o "ribalta" una singola cifra binaria. Con 0 al suo ingresso, produce un 1 output. Con un'alimentazione di 10 volt, l'inverter CMOS riconosce 0 come qualsiasi tensione da 0 a 2 volt e 1 come qualsiasi tensione superiore a 8 volt. La tensione di alimentazione colpisce la sensibilità di tensione in ingresso; tensioni di alimentazione inferiori conducono per abbassare le soglie per le tensioni di logica di bassa e alta.

Range di tensione di alimentazione

A differenza di una logica transistor-transistor IC, che funziona a 5 volt DC, circuiti integrati CMOS può eseguire su una vasta gamma di tensioni di alimentazione, in genere tra 3 e 15 volt. Questa flessibilità rende più facile lavorare con circuiti analogici, che hanno una gamma di tensione di funzionamento simili CMOS. Perché la sensibilità dell'inverter CMOS varia con la tensione di alimentazione, è possibile, ad esempio, utilizzare un resistore variabile per ottimizzare le caratteristiche dell'inverter in un circuito analogico.

Generatore di impulsi

Il circuito integrato di CD4069 hex inverter ha sei inverter nel suo pacchetto di 14 pin. Collegando tre di questi inverter insieme a un paio di resistenze e condensatori, si può costruire un circuito generatore di impulsi in grado di lavorare in applicazioni sia in digitale che in analogiche. Come un circuito analogico, che produce impulsi quadrati e rettangolari in una gamma di frequenza di pochi hz a diverse centinaia di kHz. Serve come una fonte di tono audio basso costo o noisemaker. Un generatore di impulsi ancora più semplice, utilizzando un inverter Schmitt esagonale 74VHC14, impiega un singolo inverter, resistore e condensatore.

Comparatore

Un inverter esadecimale CMOS elabora normalmente un digital, High-Low voltage come input, ma può facilmente usare una tensione analogica senza intoppi cambia. L'inverter converte un seno, triangolo o altre forme d'onda analogica in un'onda di impulso di frequenza uguale. Può anche usare un ingresso DC, lanciando in uno stato alto quando la tensione passa sotto un valore di soglia e andando in basso quando la tensione di ingresso supera la soglia. Nel mondo analogico, questo circuito è chiamato un comparatore, confrontando l'input per un valore di tensione e l'output di un semplice stato di alto o basso, sulla base del risultato del confronto.