6. Функционально полные системы элементов (фпсэ).

ФПСЭ - система элементов кот позволяет строить на их базе лог схему любой сложности.

Базис лог пр-ва – совокупность лог ф-ций с помощью кот можно записать лог выражение любой сложности.

ФПСЭ:

1) и – F=x*y, , или - F=x+y, ,

не – F= – инверсный выход

2) или-не - F=

3) и-не (ф-ция Шеффера)– F=

7. Основные характеристики и параметры лог элементов.

По способу представления 2-й инф-ции лог элементы подразделяются на потенц-е (ПЛЭ) и импульсные (ИЛЭ).

В ПЛЭ (лог сигналы) знач лог переменных – 0, 1 представляется в виде сигналов, различн уровнями потенциалов. Наиболее употреб, так наз, положительная логика .

Для ИЛЭ одно из значений лог переменной соответствует наличию импульса опред амплитуды и длительности, другое значение переменной – отсутствие импульса.

Основные параметры ПЛЭ:

1) напряжение лог 1 - и лог 0 -

2) входной ток лог 1 - и лог 0 -

3) средний порог переключения -

4) коэф-т объединения по входам –М

5) коэф-т объединения по выходам (нагрузочная способность) –N

6)коэф-т помехоустойчивости ( помехоположительной - и помехоотрицательной полярности - )

7) мощность , ток потребления

8) время задержки при переключении переменной из 0 в 1 – и из 1 в 0 -

Передаточная характеристика – зав-ть выходного напряжения от входного ( Uвых=f(Uвх)) при подаче на 1 вход и неизмен уровней сигнала на остальных входах.

Нагрузочная способность – наибольшее число однотипных лог переменных, кот можно подключить к выходу данного элемента не нарушая его норм ф-ций интегрирования.

Коэф-т объединения по входу (число входов) опред наибольшее кол-во входных сигналов над кот можно производить лог операции.

Среднее время переключения: tзд=

По величине tзд ИЛЭ делятся не:

-низкого быстодействия - tзд ≥50нс

-среднего быстродействия – 10…50нс

-высокого – 5…10нс

-сверхбыстрого - <5нс

Потребляемая мощность характеризует энергию потребления ИНС от источнока питанияч

Работа переключения: An=(0.1…1)пДж, физ-й придел – Аn=

1 1.Элементы интегрально-инжекционной логики. Элементы эмиттерно-связанной логики (эсл).

Особенностью элементов И2Л является:1. Отсутствие резисторов, что резко упрощает технологию производства МС;2. Использование токового принципа питания, при котором в ИС задается не напряжение, а ток, который непосредственно инжектируется в область полупроводника, образующего структуру одного из транзисторов;3. Пространственное совмещение в кристалле полупроводника областей, функционально принадлежащих различным транзисторам. При этом структура располагается как по горизонтали (планарно), так и по вертикали. 4.Малое значение логического перепада, что позволяет максимально увеличить быстродействие элемента. В приведенной схеме, в соответствии с рисунком . Важной особенностью элемента И2Л является возможность, варьируя ток инжектора в широких пределах, изменить его быстродействие. Реально ток инжектора может изменяться от 1 нА до 1 мА, т. е. на 6 порядков. А поскольку при заданной схемотехнике энергия переключения элемента—величина непостоянная, в таких же пределах может изменяться и быстродействие элемента. Если база транзистора VT2 непосредственно или через насыщенный транзистор подключена к общей шине, то выполняется условие Uвх < Uбэ0 и транзистор VТ2 заперт, так как ток инжектора замыкается на общую нишу, минуя его эмиттерный переход. Для И2Л справедливы следующие соотношения: U0 = 0.1…0.2 B U1 = 0.6…0.7 В. Из приведенных соотношении следует, что логический перепад для И2Л составляет 0,4 ...0.6 В. Элементы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ).

э лементы ЭCK отличаются высоким быстродействием. Поэтому они являются в настоящее время основной элементной базой высокопроизводительных ЭВМ, сверхбыстродействующей контрольно-измерительной аппаратуры и высокоскоростных систем цифровой связи. Различные варианты элементов ЭСЛ реализуются на основе простейшей логической с-мы – переключателя тока. особенностью ЭСЛ является постоянство потребляемого тока независимо от выходного сигнала ключа.