4.2 Статические входные и выходные параметры логических схем

К этим параметрам относятся:

I¹_вх – входной ток при входном напряжении высокого уровня;

I⁰_вх - входной ток при входном напряжении низкого уровня;

Значения этих токов составляют десятки – сотни «мкА» для схем на биполярных транзисторах (ТТЛ, ЭСЛ и др.) и меньше 1 мкА – для смех на МОП транзисторах (КМОП и др.)

Выходные характеристики U_вых⁰=f (I⁰_н) и U_вых¹=f (I¹_н) приведены на рисунке 4.5.

U_вых

установлено ТУ U_вых¹

U¹_min

U_пом¹

U_п¹_max

U_п⁰_min

U_пом⁰ установлено ТУ

U_вых⁰ U⁰_max

I_вых¹_max

I_вых⁰_max

I⁰_н I¹_н

Рисунок 4.5. Выходные характеристики ЛЭ.

По выходным характеристикам определяются максимально допустимые значения выходных токов ИС I_вых⁰_max и I_вых¹_max , соответствующие предельным по ТУ значениям U⁰_max и U¹_min .

Для определения числа единичных нагрузок в пределах одной серии, вычисляют отношение:

где I_вх⁰ и I_вх¹ – токи базового вентиля данной серии.

Из полученных значений выбирают меньшее, которое и является коэффициентом разветвления по выходу К_раз:

К_раз = min { N_max⁰ ; N_max¹ }

Часто возникает необходимость в совместной работе ИС различных серий. В этом случаем максимально допустимое число единичных нагрузок для схемы – передатчика определяется следующим образом:

N_max=min { N_max⁰ ; N_max¹}

В таблице 4.1 приведены значения N_max при работе друг на друга ИС ТТЛДШ различных серий.

Таблица 4.1

ИС - передатчик	Число единичных нагрузок Nmax
	531	555	1533
531	10	50	50
555	4	20	20
1533	2	10	20

В состав ряда серий входят специальные микросхемы с повышенными значениями I_вых⁰_max и I_вых¹_max – это схемы с открытым коллектором, шинные драйверы и другие.

4.3 Потребляемая мощность и ток цифровых схем

Мощность Р_пот и ток I_пот, потребляемые схемой от источника питания, обычно зависят от её состояния на выходе, поэтому в ТУ и в справочниках, как правило, приводятся средние значения статических параметров:

где P⁰_пот и I⁰_пот – потребляемые мощность и ток в состоянии лог. «0» на выходе схемы; P¹_пот и I¹_пот – эти же параметры в состоянии лог. «1» на выходе.

Для уменьшения потребляемой мощности, что особенно важно для БИС и СБИС, можно снизить U_сс (т.к. P~Uсс²). Поэтому многие современные СБИС имеют номинальное напряжение питания не 5В, которое являются стандартным значением, а 3, 3В; 3В; 2, 9В; 2, 2В и даже меньше этих значений.

Для некоторых типов цифровых ИС, например КМОП, характерны очень низкие потребляемые мощности в статических состояниях (микроватты), но значительных – в моменты их переключения. Дополнительная составляющая мощности потребления называется динамической мощностью. Она зависит от частоты переключающего сигнала f_c, поэтому полная мощность таких схем определяется суммой:

- основные «электрические факторы».

В справочной литературе для таких ИС обычно приводят значение P_пот на частоте близкой к максимальной рабочей или крутизну динамической мощности Δ / Δf [Мвт/МГц].