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fpga动态数码管如何静态使用,fpga动态数码管如何静态使用

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于fpga动态数码管如何静态使用问题,于是小编就整理了3个相关介绍FPGA动态数码管如何静态使用的解答,让我们一起看看吧。

  1. 动态滤波与静态滤波的区别?
  2. 三极管是如何实现开关功能的?
  3. 如果中芯国际只论性能,把14纳米芯片做大,性能是否达到7纳米水平?

动态滤波与静态滤波的区别?

超声成像是当今医学影像诊断的主要成像方法之一,它以超声波与生物之间的相互作用作为成像基础,具有对人体无伤害、无电离辐射、使用方便、适用范围广、设备价格低等优点。

为了让超声图像能够更加清晰,现代超声诊断仪对超声信号进行动态滤波。动态滤波包含模拟动态滤波和数字动态滤波。模拟动态滤波器要改变器件的参数,从而达到改变通频带中心频率效果,方法简易,效果很好。

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图片来源网络,侵删)

同时控制信号是来自FPGA输送出的数字信号,经D/A转换所得,***用FPGA实现控制信号,实现了很高的精度,达到了预想的效果

三极管是如何实现开关功能的?

通过控制三极管工作在饱和导通区和截止区就可以实现开关功能的

所谓的三极管开关功能是电子式的开关,与机械开关有一定差异的。比如用三极管控制小灯炮的点亮和熄灭,虽然没有物理性的开关切断,但我们也可以认为灯炮有开和关的过程。

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(图片来源网络,侵删)

三极管开关功能实现方法

当三极管基极(b)电流达到一定大小,三极管的B-E极为正偏(Vb>Ve);B-C极也为正偏(Vb>=Vc),三极管将会工作在饱和区,此时三极管的集电极(C)电流Ic将不受基极(b)电流控制,可以以较大的电流工作。

三极管驱动小灯炮电路分析

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(图片来源网络,侵删)
  • 三极管的基极(B)为低电平时,三极管处于截止区,小灯泡熄灭
  • 三极管的基极(B)为高电平,并Ib达到一定大小时,三极管就会饱和导通,小灯炮点亮

  • 小灯炮的点亮和熄灭过程我们就可以认为是小灯炮的开和关了。

三极管输出高电平信号分析

  • 当三极管截止时,Out输出的是高电平
  • 当三极管饱和导通时,三极管的Vce<0.7V,所以可以认为Out为低电平
  • 高、低电平的变化,我们就可以认为是“开关的闭合和断开”了

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三极管是一种控制电流的半导体器件。

三极管是半导体基本元器件之一,基本结构是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区。

三极管作为电子开关使用时,只要选取阻值合适的基极限流电阻,使管子工作于截止区和饱和区,即可实现开关功能。下面以一个简单的三极管开关电路为例,

图中的三极管VT工作于开关状态,电阻R47为VT基极的限流电阻,R48为VT的集电极负载。

当Vin为高电平(这里***定高电平为6V,实际这个电路中高电平只要≥0.8V即可)时,VT的基极获得足够大的偏置电流而导通。此时VT的集电极-发射极之间的电阻变得很小,如同一个闭合的开关,故R48得电工作,若R48为一个指示灯,此时即可点亮。

当Vin为低电平(这里***定低电平为0V,实际只要低电平≤0.5V即可)时,VT的基极失去偏置电流而截止。此时VT集电极-发射极之间的电阻变得甚大,如同一个断开的开关,故此时R48失电停止工作,若R48为指示灯,此时将无法点亮。


想必我们日常生活中都会接触到水龙头吧!其实三极管的工作原理与水龙头的工作原理大同小异。

正常情况下,我们使用的空气开关是通过外力的作用,从而实现开关的关断与闭合。对于接触器是通过线圈得电,从而使衔铁触点在磁场力的作用下吸合。而三极管唯独与其不同的是通过输入电压信号来自动实现三极管的通断。从而达到自动调节控制电路通断的目的

那我们来了解一下三极管是怎么实现自动开关功能的?

一般由PN结组成,由基极、集电极、发射极组成。

在这里,三极管也称为半导体三极管,也叫晶体三极管或双极型晶体管,其内部由PN结组合而成。

一般的三极管有三种工作状态,分别是放大、截止、饱和。

三极管是一个非常神奇的东西,可以说没有三极管就不会有以电子产品代表的现代化社会,不会有电脑、不会有手机、也不会移动支付等等。那会是一个怎样的世界,或许就像《雇佣人生》里演绎的一样,所有的东西都是靠人来运作。

三极管开关特性非常像继电器,它可以通过低压来控制高压电路,实现自动开关作用。当继电器电路导通之后继电器的线圈就会产生磁场,磁场会吸附衔铁从而让高压电路区域的触点相互接通,此时高压电路开始工作。当继电器电路断开之后继电器的线圈磁场就会消失,衔铁弹回之后高压电路区域的触点就会断开,高压电路也就断开不工作了。

三极管也是通过这种四两拨千斤的方法来实现开关的,三极管可以通过小的交流输入控制大的静态直流。三极管很像拥有两个闸门的大坝,正常情况下想要打开大的闸门很难,于是就先打开小的闸门,通过小闸门的涓流来冲击大闸门的开关,大闸门打开之后波涛汹涌的滚滚洪流就立马如脱缰野马开始流动。

如果不停地改变小闸门开启的大小,那么大闸门的流量也会随之按比例改变,于是完美控制的开关就完成了。三极管通常工作在以下四个状态下:

相较而言三极管不光有快速开关的作用,还可以精准控制电流,这是继电器没有办法比拟的,继电器从线圈导通产生磁场,再吸附衔铁会花费相当长的时间。既然有线圈和铁芯等结构,继电器就注定难以做到纳米级别。

半导体是指在常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的一种材料,半导体会随着温度、电压、电流、光线强弱等等外界[_a***_]影响而导电性发生改变。于是只要对半导体投其所好就能对它进行控制。

三极管作为电子开关使用时工作于开关状态,此时只要控制三极管的基极电流,即可使三极管导通或截止,从而控制负载的通断。下面我们以两个简单的开关电路为例,来介绍一下三极管是如何作为电子开关使用的。


NPN型三极管构成的电子开关。

上图是***用NPN型三极管构成的电子开关,LED是三极管的集电极负载(这里未画出LED的限流电阻),三极管在这里作为电子开关使用,控制着LED的亮与灭。三极管的基极为控制端,R为基极限流电阻。想通过三极管控制LED的亮与灭,只要在Vin端接入合适的控制信号即可。

***设想让LED点亮,我们只要将Vin端与+5V电源连接即可,此时三极管的基极获得足够大的基极电流而导通,导通后三极管的发射极和集电极之间的等效电阻很小(数Ω以下),如同一个闭合的开关,故此时LED可以点亮。若将电路的Vin端接GND,三极管因无基极电流而截止,三极管截止后,其发射极与集电极之间等效电阻极大(在数十MΩ以上),如同一个断开的开关,此时LED将无法点亮。


PNP型三极管构成的电子开关。

PNP型三极管作为电子开关使用时,工作原理与上述的NPN型三极管构成的电子开关一样,所不同的是,Vin端接GND时,管子导通,Vin端接+5V电源时,管子截止。

从上面电路可以看出,三极管作为电子开关时,只要在管子的基极接一个阻值合适的限流电阻,通过控制基极电流即可控制其集电极负载的通断。

若想了解更多的电子电路及元器件知识,请关注本头条号,谢谢。

如果中芯国际只论性能,把14纳米芯片做大,性能是否达到7纳米水平?

感谢您的阅读!

我们要不要过分夸大中芯国际呢?14nm能够发挥7nm工艺的水平?如果说14nm高于12nm,我是相信的,毕竟当年的iphone 6s的两个处理器是混用的。但是,iphone 6s虽然有高通的版本,但是和三星一比,确实14nm的功耗更低,续航更强。

那么,台积电目前什么情况呢?

  1. 在2019年,中芯在第四季度14纳米工艺已经量产,并带来了768万美元的营收。
  2. 组成中芯国际的N+1工艺和现有的14纳米工艺相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%

确实,在不断更新技术的同时,虽然中芯在努力,可是目前的国际社会中,相对比较薄弱,我们知道的是,高通已经发布X60基带,基于5nm工艺。

所以,中芯的技术,还是偏落后的。本来答应中芯的AMSL的7nm EUV光刻机,也因为大火而推迟了,确实我们也能够感受到这种无奈,因为各种限制,中芯国际的光刻技术频频受阻。

而14nm即使怎么优化,都很难达到7nm工艺的优势,特别是7nm EUV。虽然,台积电用DUV做到了7nm,可是只有EUV才能更好的控制成本,也为以后的发展做准备。

中芯虽然很努力,但是想弯道超车,估计有点悬了。

中芯国际只论性能,把14纳米芯片做大,性能是否达到7纳米水平?越来越低nm工艺制程成为了芯片设计上的追求,也是各芯片制造商不得不紧跟设计者的需要

为何现在芯片设计厂商要追求越来越低的工艺制程,其主要目的是为了在同一大小块芯片上容纳更多的晶体管,增强芯片的性能。同时晶体管之间的间距减少,电容降低,开关频率提升,速度更快更加省电。理论上把14nm芯片做到7nm芯片的性能是有可能的,但是要容纳与7nm相同或者更多数量的晶体管,14nm芯片面积将会变得更大,而且能耗将会很高,在产品上将变得不实用。

比如手机芯片,在巴掌大的手机上如果芯片就占了半巴掌大,显然是不实用的。所以各大芯片设计厂商拼命设计更多晶体管的芯片,制造厂商也拼了命的提升自己的工艺制程满足芯片设计者需求。所以像台积电、三星等,都在竞争生产及解决7nm、5nm,甚至3nm制程工艺,以求在未来占据主动。而中芯国际与他们相差不小的距离,到2019年低才开始量产14nm芯片。

这源于中芯国际的设备没有办法达到如此高的要求,同时其生产工艺及技术没有办法实践。早在两年前就花1.3亿美元的高价向荷兰ASML订购了一台7nm工艺制程的光刻机,可惜的是一直遭到美国的阻拦与骚扰,ASML也不得不通过各种搪塞未能交付这一套高端光刻机的理由。

不过好在中芯国际已经能够量产14nm芯片,并且已经和华为有了芯片制造业务,可以说国内除了极少部分需求之外,比如华为7nm手机芯片和紫光展锐6nm手机芯片,14nm工艺芯片已经能够满足了绝大部分需求。

到此,以上就是小编对于fpga动态数码管如何静态使用的问题就介绍到这了,希望介绍关于fpga动态数码管如何静态使用的3点解答对大家有用。

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