- •1. Стислі теоретичні відомості
- •1.1. Класифікація цифрових мікросхем
- •1.2. Характеристики і параметри цифрових мікросхем Характеристики і параметри поділяються на статичні й динамічні.
- •Сумарна завадостійкість
- •1 .2.2. Динамічні параметри цифрових мікросхем
- •1.3.1. Робота базового логічного елемента
- •1.3.2. Характеристика базового логічного елемента транзисторно-транзисторної логіки
- •1.4. Двійково-логічні елементи
- •1.5. Застосування двійкових логічних елементів
- •2. Хід роботи
- •Опрацювання експериментальних даних
- •Контрольні запитання
- •Література
Сумарна завадостійкість
;
-
рівень логічного перепаду
-
смуга невизначенності
Сумарна
завадостійкість повинна не перевищувати
напруги живлення. Щоб збільшити
завадостійкість потрібно збільшувати
і зменшувати
.
1 .2.2. Динамічні параметри цифрових мікросхем
Основними параметрами динамічних цифрових мікросхем є:
час переходу з стану логічного нуля в стан логічної одиниці –
;час переходу з стану логічної одиниці в стан логічного нуля –
;час затримки вмикання –
;час затримки вимикання –
;час затримки поширення при вмиканні – ;
час затримки поширення при вимиканні –
;середній час затримки поширення –
;тривалість імпульсу –
;динамічна завадостійкість;
динамічна потужність;
імпульсна завадостійкість;
робоча частота перемикання.
Середній час затримки поширення визначає максимальну тактову частоту цифрової мікросхеми. Динамічна завадостійкість залежить від тривалості амплітуди і форми сигналу завади, а також від статичної завадостійкості і частоти перемикання мікросхеми. Оцінка динамічної завадостійкості здійснюється по амплітудо-часовій характеристиці.
Важливий параметр, який об’єднує динамічні і статичні параметри цифрової мікросхеми є робота перемикання. Якість схемотехнічної реалізації і досконалість технології цифрових мікросхем характеризується роботою перемикання:
В
сучасних мікросхемах
=(0,01…1)
Дж.
1.3. Базовий логічний елемент транзисторно-транзисторної логіки
Розробка кожної серії цифрових мікросхем починається з базових логічних елементів, які є основою всіх її вузлів (в даній серії). Як правило базові логічні елементи виконують функцію “І-НЕ” чи “АБО-НЕ”, тому що вони володіють функціями мінімального функціонально-повного базису. Маючи ці елементи ми можемо спроектувати , побудувати будь-яку цифрову мікросхему для реалізації будь-якої логічної функції.
Для кожної серії цифрових мікросхем є тотожними:
принцип побудови;
виконувана операція;
спосіб керування;
напруга живлення;
споживана потужність;
завадостійкість;
швидкодія.
З базових логічних елементів можна зібрати будь-якої складності логічні пристрої. Існує велика кількість базових елементів, які різняться між собою типами схемотехнічних вирішень, конструкцією, технологією виготовлення і своїми параметрами. Різноманітність базових логічних елементів обумовлена тим, що кожен з них має свої переваги і свої недоліки і відповідно область застосування. На нинішній день спостерігається інтенсивний розвиток серії цифрових мікросхем побудованих на базових логічних елементах:
транзисторно-транзисторної логіки (ТТЛ);
емітерно-зв’язаної логіки (ЕЗЛ);
інтегрально-інтеграційної логіки (І2Л);
МОН – логіки;
К
МОН
– логіки.
Електрична схема базового логічного елемента транзисторно-транзисторної логіки складається з 3 частин:
багатоемітерний транзистор VT1 і опір R1 – реалізують функцію І для додатньої логіки (коли висока напруга) і від’ємної логіки (при низьких температурах)
на транзисторі VT2 і резисторах R2 і R3 побудовано фазорозчеплюючий каскад
вихідний підсилювач на транзисторах VT4,VT3, діоді VD' і резисторі R4
Дві частини (2 і 3) реалізують функцію “НЕ”.
Опір резистора R4 вибирається з допустимого значення струму транзистораVT3 і VT4 і діода VD'. У практичних реальних базових елементах R4 = (50…500) Ом. А інші резистори вибирають у співвідношенні R1/R2 = 2÷4, R2/R3 = 10. Діод VD' забезпечує надійне закриття транзистора VT4 в режимі вмикання. Вхідні діоди VD1…VDn служать для обмеження амплітуд від’ємних завад, які будуть виникати на входах базового логічного елемента.
