1)Как отреагирует интегральная ТТЛ-микросхема на «плавающий» вход?
Плавающий вход интерпретируется как сигнал логической единицы.
2)Как отреагирует интегральная КМОП-микросхема на «плавающий» вход? Плавающий вход может дрейфовать между логическими “нулем” и “единицей”, создавая непредсказуемое поведение выхода схемы и связанные с этим проблемы в системе 3)Какое состояние установится на выходе микросхемы элемента И-НЕ на ТТЛ, входы которого никуда не подключены?
Если входы элемента ТТЛ никуда не подключены – это равносильно подаче на его входы логической 1.
На выходе установиться 0, т.к. входы не подключены сигнал воспринимается как 1, то есть Х1=0 и Х2=0, НЕ (Х1*Х2) = 0
4)Какое состояние установится на выходе микросхемы элемента ИЛИ на ТТЛ, входы которого никуда не подключены?
Если входы элемента ТТЛ никуда не подключены – это равносильно подаче на его входы логической 1.
На выходе установиться 1, т.к. входы не подключены сигнал воспринимается как 1, то есть Х1=0 и Х2=0, Х1+Х2 = 1
5)Чем отличается внутренняя структура КМОП-логики от n-МОП? Логика на комплементарных полевых транзисторах (КМОП или CMOS): базовый элемент - полевой транзистор с изолированным затвором, базовый каскад – двухтактный ключ. Логика на полевых транзисторах (nМОП-логика или p МОП-логика): базовый элемент - полевой транзистор с изолированным затвором, базовый каскад – однотактный ключ. Данная схемотехника – предшественник КМОП
6)Из какого количества p-канальных полевых транзисторов состоит инвертор на КМОП?
Схема инвертера включает только один каскад на 2-х комплементарных МОП-транзисторах: pМОП + nМОП. Соответственно, 1.
7)Из какого количества биполярных транзисторов состоит инвертор на КМОП?
Схема инвертера включает только один каскад на 2-х комплементарных МОП-транзисторах: pМОП + nМОП. Соответственно, 0.
8)Чему равно сопротивление между стоком и истоком полевого транзистора в открытом состоянии?
Сопротивление канала между выводами «сток» и «исток» низкое и по нему протекает ток (направление тока зависит от типа транзистора – nМОП или pМОП).
9)Чему равно сопротивление между стоком и истоком полевого транзистора в закрытом состоянии?
Если на «затвор» (относительно «истока») подано напряжение близкое к нулю (или
полярности, противоположной для данного типа транзистора), то сопротивление
канала между выводами «сток» и «исток» становится высоким и по нему не
протекает ток.
10)Чем отличаются полевые n-МОП и p-МОП транзисторы?
Отличаются типом полупроводника (канала): с n-каналом (nМОП) и с p-каналом (pМОП). Они отличаются полярностью напряжения, подаваемого на выводы затвора и истока (полярность определяется относительно вывода «сток»): у nМОП она положительная, у pМОП – отрицательная
11)Напряжением, между какими двумя контактами управляется полевой транзистор?
Напряжением между затвором и истоком
12)Напряжением, между какими двумя контактами управляется биполярный транзистор?
Напряжением между базой и эмиттером
13)Какие серии КМОП могут быть прямо подключены к ТТЛ без каких-либо интерфейсных микросхем?
Те серии у которых выходное напряжение КМОП больше входного ТТЛ ( Например КМОП 5В к ТТЛ 3.3 В) 5-V CMOS Families к 3.3 LVTTL Families
14)Что такое конфликт сигналов? Привести примеры. Конфликт возникает, когда два сигнала одновременно приходят на выход(а может и вход тоже) 15)Что такое запас помехоустойчивости?
Запас помехоустойчивости – разброс значений от номинального в пределах диапазона. Это разница между границей диапазона по входу и границей диапазона по выходу.
16)Приведите формулу расчета запаса помехоустойчивости для логического 0.
Uпом1=Uвых мин1 – Uвх. Пор.1(вх.1мин)
17)Приведите формулу расчета запаса помехоустойчивости для логической 1.
Uпом0= Uвх. Пор.0(вых.0макс) - Uвых макс0
18)Что такое запрещенный уровень сигнала?
Такой уровень сигнала, при котором он может быть воспринят как «0» и как «1» без точной уверенности. (Сигнал с некорректной полярностью называется запрещенным сигналом.)
19)Для микросхем, на какой технологии (ТТЛ, КМОП), в общем случае, больше запас помехоустойчивости?
КМОП, т.к. разница между входным и выходным сигналом больше.
20)Чем отличается функционирование ИМС в режиме источника тока и режиме нагрузки?
21)В каком состоянии через вход микросхемы на ТТЛ протекает самый большой ток?
Если ноль подаётся на один из входов VT1, то наблюдается максимальный входной ток I=(E-0,7)/R1. В этом случае через другие эмиттерные переходы может наблюдаться паразитный ток.
22)Что такое коэффициент разветвления = нагрузочная способность?
Нагрузочная способность выхода цифровой схемы показывает, какое количество входов цифровых схем может быть подключено к данному выходу без перегрузки выходных каскадов и без искажения уровней цифрового сигнала для входов.
23)Что такое мощность рассеяния?
Мощность рассеяния - это мощность потерь в выходном каскаде, превращающаяся в тепло и нагревающая выходные транзисторы.
24)Какие факторы влияют на величину потребления энергии микросхемой, выполненной на КМОП?
В статическом состоянии рассеивают ничтожную мощность, которая, однако, линейно растёт с повышением частоты и вблизи её верхнего предела почти равна мощности, рассеиваемой элементами ТТЛ. (Из учебника.)
25)Какие данные необходимы для расчета коэффициента разветвления?
КОЭФФИЦИЕНТ РАЗВЕТВЛЕНИЯ (Краз,N)-Коэффициент разветвления или нагрузочная способность - максимальное число входов которые можно подключить к отдельному выходу микросхемы (м/с). Причем сумма входных токов должна быть меньше выходного тока отдельного выхода м/с. Если м/с имеет несколько выходов, то суммарный ток всех выходов не должен превышать паспортного значения для данной микросхемы, даже если отдельные выходы микросхемы будут недогружены. Для определения N находят отдельно две суммы входных токов для логического 0 и 1 на j-выходе. Минимальная сумма и будет Краз. m,n - целые значения.
26)Какие факторы влияют на коэффициент разветвления для микросхем на КМОП? Нагрузочная способность зависит и устанавливается для пары типов «выход-вход». Например, для выхода типа X устанавливается количество подключаемых входов типа Y и количество подключаемых входов типа Z и т.п.
27)Назовите основные достоинства КМОП-технологии.
Работа КМОП-каскадов является наиболее простой и доступной для понимания. МОП-логика очень эргономична. Через затвор не течёт ток. Полевой транзистор сам не потребляет ток.
В статическом состоянии рассеивают ничтожную мощность, которая, однако, линейно растёт с повышением частоты и вблизи её верхнего предела почти равна мощности, рассеиваемой элементами ТТЛ. (Из учебника.)
28)Назовите основные недостатки КМОП-технологии.
Обладаем низким быстродействием. Присутствует барьерная ёмкость, что уменьшает быстродействие. Плёнка между затвором и каналом легко пробивается статическим электричеством.
29)Назовите основные достоинства ТТЛ-технологии.
Элементы ТТЛ обладают высоким быстродействием, поэтому их используют, если хотят добиться быстродействия.
30)Назовите основные недостатки ТТЛ-технологии.
Потребляют значительную мощность.
31)Для какой технологии (ТТЛ, ТТЛШ, КМОП, р-МОП, n-МОП) и почему характерно низкое потребление энергии?
32)Какие причины могут привести к возникновению эффекта фиксации в КМОП?
33)Опишите область применения микросхем с выходом открытый коллектор/сток. 1)Реализация «монтажной логики». 2)Подключение нескольких источников к общей шине. Функция общей шины широко используется для периферийных интерфейсов микропроцессорных систем, например, в интерфейсах I2C, 1-WireBus. 3) Возможность подключать нагрузку к напряжению большему или меньшему, чем напряжение питания микросхемы. Аналогично можно подключать другие нагрузки: лампочки, линейки светодиодов, звукоизлучатели, двигатели постоянного тока и т.п. Использовать как большее, так и меньшее напряжение питания также может быть удобно для адаптеров логических уровней схем с различным напряжением питания.
34)В каких случаях и почему для выхода с открытым коллектором требуется внешний нагрузочный резистор?
Насыщение транзистора обеспечивает на выходе напряжение U0 , запирание же транзистора какого-либо уровня напряжения на выходе элемента не задает, выход при этом имеет фактически неизвестный плавающий потенциал, т.к. не подключен к каким-либо цепям схемы элемента. Поэтому для формирования высокого уровня напряжения при запирании транзистора на выходе элементов с ОК требуется подключать внешние резисторы, соединенные с источником питания.
35)Опишите способ реализации монтажного И.
Реализация «монтажной логики». В частности операции «монтажное И» для положительной логики: если хотя бы на одном из выходов будет установлен НИЗКИЙ уровень, это значит, что общая выходная шина будет замкнута на 0В через открытый транзистор этого выхода и, вне зависимости от уровней на остальных выходах, на общей шине будет установлен НИЗКИЙ уровень, то есть логический «0». Таким образом будет реализована операция И без какого-либо специального элемента.
36)Что такое подтягивающий резистор? Для чего он нужен? Как определить его номинал?
37)Почему выходы ИМС на КМОП нельзя непосредственно соединять друг с другом?
38)Почему двухтактные выходы ИМС на ТТЛ нельзя непосредственно соединять друг с другом?
39)Чем отличается выход с открытым коллектором от двухтактного выхода ТТЛ?
Схема с двухтактным выходом обеспечивает низкое выходное сопротивление, имеет малое время подключения и обладает более высокой помехоустойчивостью по сравнению с одиночным транзистором. Однако существует ряд ситуаций, когда активный вход оказывается неудобным.
Недостатком ИС с открытым коллектором является их пониженные быстродействие и помехоусточивость по сравнению с обычными схемами, использующими активную нагрузку.
40)Назовите три возможных состояния тристабильного выхода.
Выход с тремя состояниями в активном режиме работает как обычный двухтактный
логический выход и может вырабатывать два уровня напряжения – «ВЫСОКИЙ» и
«НИЗКИЙ». Однако, при необходимости, можно отключать выход подобно схеме
управляемого ключа (переводить в состояние с высоким выходным сопротивлением –
высокоомное или Z-состояние или «третье»-состояние).
41)Опишите область применения тристабильного буфера.
Выход с тремя состояниями (3-State Output) предназначен для подключения
нескольких выходов к общей шине. Использование для этого схемы с ОК, рассмотренной
выше, ограничено для быстродействующих систем, например, для шин адреса и данных в
компьютерах, из-за высокого выходного сопротивления при ВЫСОКОМ уровне
выходного сигнала. В связи с этим был разработан выход с тремя сотояниями.
42)Что такое конфликт на шине?
Конфликт на шине данных, который возникает, если некоторые медленно действующие устройства не удаляют с магистрали считываемые данные после цикла чтения. Если за циклом чтения следует цикл записи, то МП 80386 может занять шину данных до того, как медленно действующее устройство полностью удалит с нее свои данные. Это может привести к конфликту на шине.
43)Назовите три характеристики линий передач, которые вызывают искажения сигналов, проходящих по ним. В этих каналах нормируются следующие характеристики: - эффективно-передаваемая полоса частот
- амплитудно-частотная (частотная) характеристика (АЧХ) или неравномерность остаточного затухания; - фазо-частотная (фазовая) характеристика (ФЧХ), которая для удобства измерения оценивается не значением фазы, а ее производной - групповым временем прохождения (ГВП); - нормируемые значения средней мощности модулированного сигнала Рс и шума Рш в канале связи; - амплитудная характеристика и коэффициенты нелинейности; - изменение частоты сигнала, передаваемого по каналу; - фазовое дрожание; - импульсные помехи и кратковременные перерывы сигнала.
44)Для чего предназначена заглушка (терминатор) шины? Для предотвращения явления отражения сигнала на каждый свободный конец кабеля устанавливается терминатор. 45)Опишите принцип работы и область применения триггера Шмитта.
Принцип работы триггера Шмитта заключается в следующем на вход подается сигнал, если уровень его выше порогового значения и соответствующей полярности, то произойдет переключение выходного напряжения от +Uвых.мах до –Uвых.мах или наоборот. Допустим Uвых=Uвых.мах с цепочки ПОС R1, R2 часть этого выходного сигнала Y*Uвых.мах подается на неинвертирующий вход в этом случае для обратного переключения тр-ра Шмитта необходимо подать на вход уровень сигнала больший, чем значение Y*Uвых.мах.
Входы с триггером Шмитта широко применяются в цифровой технике: их имеют
большинство современных микропроцессоров, периферийных контроллеров, памяти,
ПЛИС и других СБИС.
46)Триггер Шмитта применяется для приема или формирования сигнала?
Триггер Шмитта — электронное устройство, предназначенное для преобразования непрерывно меняющегося сигнала в прямоугольные импульсы.