- •Методична розробка (конспект лекцій)
- •1.1. Інформаційні основи цифрової схемотехніки та інформаційні міри.
- •Інформатика, інформація, сигнали та їхнє представлення.
- •Інформаційні міри.
- •1.2.Системи числення і кодування чисел.
- •1.2.1. Принципи побудови систем числення.
- •1.2.2. Переведення чисел з однієї системи числення в іншу.
- •1.2.3. Спеціальні системи числення.
- •1.2.4. Кодування від’ємних чисел.
- •1.3.Арифметичні операції з числами.
- •1.3.2. Арифметичні операції множення та ділення.
- •1.4. Логічні основи цифрової схемотехніки.
- •1.4.1. Булева алгебра.
- •1.4.2. Основні булеві (перемикальні) функції.
- •1.4.3. Закони, властивості й тотожності.
- •1.4.4. Аналітичне представлення булевих функцій.
- •1.4.5. Мінімізація булевих функцій.
- •Правила мінімізації
- •1.5. Основні характеристики цифрових мікросхем.
- •1.5.1. Поняття елементів, вузлів і пристроїв.
- •1.5.2. Характеристики логічних елементів.
- •1.5.3. Маркування логічних елементів.
- •2.1. Діодні і діодно-транзисторні логічні елементи.
- •2.1.1. Загальні відомості.
- •2.1.2. Діодні логічні елементи. Діодний елемент чи.
- •Діодний елемент і
- •2.1.3. Діодно – транзисторні логічні елементи (дтл). Діодно - транзисторний елемент не.
- •Діодно – транзисторний елемент не – чи.
- •2.2. Транзисторні логічні елементи.
- •2.2.1. Транзисторна логіка (тл).
- •2.2.2. Інтегральна інжекційна логіка ( л). Елемент не – чи.
- •2.2.3. Транзисторно – транзисторні логічні елементи (ттл).
- •Елемент не – і з простим інвертором.
- •2.2.4. Принцип роботи транзисторів Шотки.
- •2.2.5. Логічні елементи емітерно – зв’язкової логіки (езл).
- •2.2.6. Логічні елементи на мон – та мен – транзисторах.
- •2.3. Імпульсна і потенціально – імпульсна системи елементів.
- •2.3.1. Імпульсна система елементів.
- •2.3.2. Потенціально – імпульсна система елементів.
- •2.4. Магнітна схемотехніка.
- •2.4.1.Магнітні схеми на кільцевих осердях.
- •2.4.2. Магнітні елементи із складним магнітопроводом.
- •2.4.3.Поняття про кріоелектронні магнітні елементи.
- •2.5. Тригери.
- •2.5.1. Загальні відомості.
- •2.5.2. Асинхронні та синхронні rs- тригери. Асинхронні rs- тригери.
- •Синхронні rs- тригери.
- •Двоступеневі rs- тригери.
- •3. Накопичувальні і комбінаційні вузли цифрової
- •3.1.Регістри.
- •3.1.1.Загальна характеристика регістрів.
- •3.1.2.Однофазний і парафазний спосіб записування інформації.
- •3.1.3.Мікрооперації в регістрах. Логічні мікрооперації.
- •Мікрооперації зсуву.
- •3.2. Лічильники.
- •3.2.1.Загальна характеристика лічильників.
- •3.2.2. Двійкові лічильники.
- •3.2.3.Двійково – десяткові лічильники.
- •3.3. Дешифратори і шифратори.
- •3.3.2.Основи побудови дешифраторів. Лінійні дешифратори на два входи і чотири виходи.
- •Пірамідальні дешифратори.
- •Прямокутні дешифратори.
- •3.3.3. Загальні відомості про шифратори.
- •3.3.4. Каскадування шифраторів.
- •3.4. Мультиплексори і демультиплексори.
- •Мультиплексори. Загальна характеристика мультиплексорів.
- •Каскадування мультиплексорів.
- •Мультиплексування шин.
- •3.4.2. Демультиплексори. Загальна характеристика демультиплексорів.
- •Каскадування демультиплексорів.
- •Демультиплексування шин.
- •3.5. Схеми порівняння і контролю.
- •3.5.1.Схеми порівняння. Загальні відомості.
- •Схеми порівняння слів з константою.
- •Схеми порівняння двійкових слів а і в.
- •3.5.2. Схеми контролю парності.
- •3.6. Перетворювачі кодів.
- •Перетворювач прямого коду в обернений.
- •Перетворювач двійково-десяткових чисел в код семисегментного індикатора.
- •3.7. Двійкові суматори.
- •3.7.1. Загальна характеристика суматорів.
- •3.7.2.Однрозрядні суматори.
- •3.7.3.Багаторозрядні суматори.
- •4. Цифро – аналогові та аналого – цифрові перетворювачі.
- •4.1. Елементи цап і ацп.
- •4.1.1. Загальні відомості про перетворювачі інформації.
- •4.2.2. Основні елементи цап і ацп. Електронні ключі.
- •Генератор прямокутних імпульсів.
- •Генератор пилоподібної напруги.
- •4.2 Цифро – аналогові перетворювачі.
- •4.2.1.Загальна характеристика цап.
- •4.2.2.Основні схеми цап.
- •4.2.3.Основні параметри і характеристики цап.
- •4.3. Аналого – цифрові перетворювачі інформації.
- •4.3.1. Загальна характеристика ацп.
- •4.3.2.Основні схеми ацп. Компаратор.
- •Ацп послідовної лічби.
- •Ацп паралельної дії.
- •Ацп «Напруга – код».
- •Ацп «Частота - код».
- •4.3.3. Основні параметри і характеристики ацп.
2.2.4. Принцип роботи транзисторів Шотки.
Елементи ТТЛШ порівняно ТТЛ мають вищу швидкодію і меншу споживану потужність, що досягається застосуванням діодів Шотки. Принцип роботи діода Шотки заснований на використанні потенційного бар’єра, що утворюється в приконтактній області між металом і напівпровідником. У діодах Шотки немає накопичення надлишкових зарядів, оскільки струм визначається переходом основних носіїв з напівпровідника в метал. Час перемикання діодів Шотки дуже малий (до 0,1нс) і не залежить від температури.
Відомо, що коли транзистор працює в режимі насичення (режим ключа) він перенасичується зарядами, що викликає затримку при його закритті. Для виключення цього явища між базою і колектором транзистора вмикають діод Шотки (Мал.2.9). Таке включення діода не дає транзистору переходити в режим насичення при повному відкритті. У звичайного транзистора пряма напруга між колектором і базою становить 0,7В, що є основною причиною перенасичення колектора зарядами, а при наявності діода Шотки між колектором і базою ця напруга не перевищує 0,4В, що виключає перенасичення транзистора. Транзистор з діодом Шотки між базою і колектором називають транзистором Шотки. Таким чином, транзистор Шотки не переходить у режим насичення і тим самим виключається затримка вимикання. При цьому швидкодія транзистора збільшується приблизно в 3-5 разів.
Логічний елемент ТТЛШ з відкритим колектором.
В цифровій схемотехніці потрібно щоб мікросхеми не тільки формували й передавали сигнали, а щоб могли вмикати лампи розжарювання, світлодіоди, реле, контактори та інші пристрої які споживають значний електричний струм. Для забезпечення роботи мікросхеми на нестандартне (потужне) навантаження випускають схеми елементів ТТЛ і ТТЛШ з відкритим колектором вихідного транзистора (або просто з відкритим колектором).
Схема елемента та його умовне позначення показані на Мал.2.10. До схеми входять:
- VT1 багатоемітерний транзистор Шотки;
- VT2 транзистор Шотки, який працює у режимі підсилення сигналу;
- VT3 транзистор Шотки,який працює у режимі ключа;
- R1, R2 резистори обмеження електричного струму;
- R3 зміщувальний резистор для транзистора VT3;
- Л1 лампа розжарювання.
На емітерах транзистора VT1 виконується операція логічного множення. Тільки при одночасному надходженні високих рівнів вхідних сигналів X1 , X2 ,Х3 транзистори VT1,VT2,VT3 відкриваються і лампа Л1 загорається. При інших сполученнях вхідних сигналів транзистори VT1,VT2,VT3 будуть закритими і лампа Л1 не буде горіти.
Елементи ТТЛ і ТТЛШ у даний час складають основу елементного базису схемотехніки. Серії цих мікросхем вміщують широкий набір логічних елементів, тригерів, регістрів, лічильників, суматорів і т. ін.
До недоліків елементів відносяться: труднощі узгодження з низькоомним навантаженням, високий рівень утворювальних перешкод і зростання споживаної потужності з підвищенням частоти перемикання, значне імпульсне споживання струму під час перемикання, особливо при ємнісному навантаженні, менша швидкодія порівняно з елементами ЕЗЛ.