Цифрові інтегральні мікросхеми
В
Зміст
Введення
Загальна характеристика цифрових інтегральних мікросхем та їх параметри
Основи алгебри логіки
Логічні елементи транзисторної, діод-транзисторної і транзисторних-транзисторної логіки
Висновок
Література
В
Введення
Цифрові інтегральні мікросхеми ЦІМС призначені для перетворення та обробки дискретних сигналів. Основою для їх побудови є електронні ключі, які мають тим властивістю, що вони можуть знаходитися в одному з двох станів і їх дія полягає в переході з одного стану в інше під впливом вхідних сигналів. Одному з двох станів ключа відповідає одне з двох фіксованих значень вихідної електричної величини, наприклад, високий або низький потенціал, наявність або відсутність імпульсу. Так як ці величини можуть приймати 2 дискретних значення, то вони є двійковими змінними.
Більшість ЦІМС відноситься до потенційних, сигнали на входах або виходах яких представляють собою високий чи низький рівень напруги. Цим двом рівням напруги ставляться у відповідність логічні 1 і 0. Залежно від кодування сигналів розрізняють позитивну і негативну логіки (Таблиця 1.)
Таблиця 1.
В
При позитивній логіці високому рівню напруги ставиться у відповідність логічна 1, а низькому- логічний 0, При негативній логіці навпаки.
Загальна характеристика цифрових інтегральних мікросхем та їх параметри
За функціональним призначення ЦІМС поділяються на підгрупи: логічні елементи ЛЕ, тригери, елементи арифметичних і дискретних пристроїв та інші. Усередині кожної підгрупи мікросхеми поділяються на види, наприклад види логічних елементів: І, АБО, І-НЕ, АБО-НЕ і т.д.
Цифрові інтегральні мікросхеми випускаються серіями. До складу кожної серії входять мікросхеми, мають єдине конструктивно-технологічне виконання, але які відносяться до різним підгруп і видам. Залежно від схемотехнической реалізації ІЛЕ поділяються на такі типи: транзисторної логіки (ТЛ), діод-транзисторної логіки (ДТЛ), транзисторних-транзисторної логіки (ТТЛ), транзисторної логіки на МОП-транзисторах (МОП ТЛ). Параметри ЦІМС поділяються на статичні і динамічні. До статичних параметрів належать : вхідний U0вх і вихідний U0вих напруга логічного нуля, вхідний U1вх і вихідний U1вих напруга логічної одиниці, аналогічно струми логічного одиниці і нуля, коефіцієнт розгалуження по виходу Краз, що визначає число одиничних навантажень, які можна одночасно підключити до виходу мікросхеми (одиничної навантаженням є один вхід основного логічного елемента даної серії інтегральних мікросхем); коефіцієнт об'єднання по входу Коб, визначальний число входів мікросхеми, за якими реалізується логічна функція; допустима напруга статичної перешкоди, характеризує статичну завадостійкість мікросхеми, тобто її здатність протистояти впливу сигналу, що заважає, тривалість якого перевершує час перемикання мікросхеми; середня споживана потужність.
Статичні параметри визначаються за допомогою статичних характеристик, які знімаються при повільних змінах струмів і напруг. Ця обставина дозволяє нехтувати перехідними процесами в ІЛЕ. До статичних характеристиках відносяться: передавальна U вих = f (Uвх) при Iвих = 0, зворотного зв'язку Uвх = f (U вих) при Iвх = 0, вхідна Iвх = f (Uвх) при Iвих = 0 і вихідна Iвих = f (Uвх) при Iвх = 0. Друга з названих характеристик практично не використовується так як сигнал, що надходить з виходу ІЛЕ на його вхід дуже малий.
На малюнку 2а показана передавальна характеристика инвертирующих ІЛЕ (наприклад І-НЕ, АБО-НЕ) у припущенні, що їх характеристики ідентичні. Дійсно спостерігається розкид вказаних характеристик як за рахунок розкиду параметрів компонентів, входять до складу ІЛЕ, так і за рахунок відмінності режимів окремих елементів. Тому передавальна характеристика для деякої сукупності однотипних елементів являє собою не одну криву, а деяку область, обмежену зверху і знизу двома граничними кривими (рісунок2б).
В
Малюнок 2.
При цьому U'вх max і U'вих max-максимальний і мінімальний рівні вихідного сигналу, який є хоча б у одного з елементів даного типу. Аналогічно розглядається U0вих max і U0вих min. На цьому ж графіку точками відзначені рівні вхідних сигналів: U0вх max - це такий рівень, при якому жоден з елементів даного типу не перемикається з 1 в 0, U1вх min- рівень вхідного сигналу при якому на виході будь-якого елементу даного типу зберігається сигнал 0. По цій характеристиці можна визначити запаси завадостійкості ІЛЕ досить провести прямі під кутом 45 градусів від точок перетину рівнів U1вих min і U0вих max з віссю ординат до перетину з віссю абсцис.
Порівнюючи отримані точки на осі абсцис зі значеннями U0вх max і U1вх min визначають запаси завадостійкості по нульовому U0пом і за одиничного U1пом сигналом на вході.
До динамічних параметрами, я...
