Самостоятельная работа Развитие схем потенциального типа
Микроэлектроника для ЭВМ наиболее развита в области микросхем потенциального типа.
Наиболее универсальными и непрерывно совершенствуемыми сериями интегральных схем являются:
К155 – более 90 типонаминалов;
К555 – 60 типонаминалов;
К530 – более 60 типонаминалов;
К564 – 50 типонаминалов;
К500 – 40 типонаминалов интегральных схем.
Ниже приведены параметры интегральных схем, для различных серии микросхем .
-
Эксплутационные параметры ИС
Серия (схемотехника)
К155
(ТТЛ)
К555
(ТТЛШ)
К530
(ТТЛШ)
К564
(КМОП)
К500
(ЭСЛ)
К583
(ИИЛ)
Среднее время задержки tзад.р.р., нс
10
(5)
10
(4)
3
(2)
50
(6)
2
(1)
5
(3)
Мощность рассеивания, мВт
(4)
10
(3)
2
(5)
19
(1)
0.4
(6)
20
(2)
0.01
* в скобках указано распределение мест по быстродействию(tзад.р.) и по мощности рассеивания.
Рассмотрим несколько примеров маркировки интегральных микросхем.
Интегральные микросхемы широкого пользования маркируются первой буквой К. Например: К155ЛА8. Если же после К буква М, то это означает, что интегральная схема собрана на керамическом корпусе.
Условное обозначение (общий вид) микросхемы K564TP2 приведено на рис. 10.2
Рис. 10.2 Условное обозначение ИС
Маркировка триггеров типа ТМ. Например, K155ТМ2 – два D-триггера, K155ТМ5 – 4 D-триггера с прямыми выходами, K155ТМ7 – 4 D-триггера с прямыми и инверсными выходами.
Рис. 10.3 Общий вид микросхемы K155ТМ2
Широко применяются динамические D-триггеры, где управление осуществляется передним фронтом СС.
Маркировка универсального JK-триггера
Условное обозначение ТВ. Например:
ТВ1 – JK-триггер с конъюнктором на входе;
ТВ9 – 2 JK-триггера;
ТВ10 – 2 JK-триггера с установкой в "1".
Рис. 10.4 Графическое изображение JK-триггера
Интегральные микросхемы обозначаются обычно 6 символами. Например: 155ТМ2, где 1- номер конструкторско-технологической группы;
55 – порядковый номер данной серии;
Т – подгруппа;
М – функциональный признак;
2 – условный номер разработки интегральной схемы.
Таким образом, основные логические операции можно реализовать на базе:
диодной логики (ДЛ);
транзисторной логики (ТЛ);
ДТЛ, ТТЛ, ИИЛ, ЭСЛ и ТТЛШ.
При этом основными элементами являются:
диоды (германиевые, кремниевые, Шоттки);
биполярные транзисторы (p-n-p, n-p-n);
полевые (униполярные) транзисторы p или n перехода;
транзистор Шоттки;
комплиментарные транзисторы.
ОСНОВНЫЕ БАЗОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ЛОГИКИ:
ТТЛ – эмиттерный повторитель, инвертор, инвертор сложный, дифференциальный усилитель;
ТТЛШ – 2И-НЕ на транзисторах Шоттки
ИИЛ (И2Л) – инвертор, работающий в насыщенном режиме на базе многоколлекторного транзистора;
ЭСЛ – дифференциальный усилитель (переключатель тока) с транзисторами работающими в ненасыщенном режиме и обеспечивающий двуполярный сигнал на выходе относительно опорного напряжения.
Рассмотренные основы схемотехники используются также в запоминающих устройствах (ЗУ), которые представляют важнейшую часть ЭВМ (до 70% по стоимости и объему аппаратуры вычислительных средств).
Генеральная линия совершенствования потенциальных схем определяется развитием матричных БИС, основу которых составляет микробиблиотека элементов, триггерных схем, узлов, блоков, входящих в состав ЭВМ. По требованию потребителя автоматизированная система выполняет необходимые связи на базовом кристалле при условии некоторой избыточности в виде незадействованных элементов. Потребитель получает специализированный БИС с конкретными фрагментами, с низкой стоимостью, большим быстродействием, лучшими характеристиками по массе и габаритам. На рисунке приведены области всевозможных параметров для базовых схемотехнологий потенциальных элементов.
Рис. 10.5 Области всевозможных параметров для базовых схемотехнологий потенциальных элементов
Из диаграммы видно, что наиболее перспективными являются И2Л схемотехники, особенно, с диодами и транзисторами Шоттки.