3.5.5. Влияние нагрузки
Нагрузка выхода сверх номинальной величины приводит к следующим последствиям:
При низком уровне выходное напряжение ( FQL) может превысить ^OLmax-
При высоком уровне выходное напряжение (FQH) может упасть ниже VQHmin-
Задержка распространения сигнала от входа до выхода может превысить значение, указанное в технической документации.
Время нарастания и время спада сигнала на выходе могут выйти за пределы,указанные в технической документации.
Может возрасти рабочая температура устройства, что приводит к уменьшению его надежности и, в конечном счете, вызывает отказ в работе.
Первые четыре последствия уменьшают запас помехоустойчивости по постоянному току и ухудшают временные параметры схемы. Таким образом, немного перегруженная схема может правильно работать в идеальных условиях, но опыт говорит о том, что нас ждет неудача, как только устройство окажется не в столь благоприятных условиях, как в исследовательской лаборатории.
3.5.6. Неиспользуемые входы
Иногда используются не все входы логического вентиля. В реальной конструкции может возникнуть проблема, когда вам необходим вентиль с и входами, а в наличии имеется только вентиль с п+1 входами. Если в схеме с п+1 входами объединить два входа, то это позволит ей работать в качестве схемы с п входами. Сейчас можно убедиться в этом интуитивно, а в дальнейшем, после изучения параграфа 4.1, вы сможете доказать это, используя алгебру переключений. На рис. 3.35(а) приведена схема И-НЕ с объединенными входами.
Можно также подать на неиспользуемые входы постоянные логические значения. На неиспользуемый вход схем И и И-НЕ следует подать логическую 1, как показано на рис. 3.35(b), а на неиспользуемый вход схем ИЛИ и ИЛИ-НЕ необходимо подать логический 0, как на рис. 3.35(с). В быстродействующей схеме обычно ' лучше применять способы, указанные на рис. (b) или (с), а не на рис. (а); в последнем случае увеличивается емкостная нагрузка на вентиль, к выходу которого эта схема подключена, и это может замедлить его работу. В вариантах (b) и (с) обычно используется резистор с сопротивлением в диапазоне от 1 до 10 кОм; к одному такому резистору можно подключить несколько неиспользуемых входов. Можно также соединять неиспользуемые входы непосредственно с шиной питания и землей соответственно.
Р
ис.
3.35. Неиспользуемые входы: (а) объединение
с другим входом; (b) схема И-НЕ с одним из
входов, подключенным к шине питания;
(с)схемаИЛИ-НЕ, один из входов которой
заземлен
Неиспользуемые входы КМОП-схем никогда не следует оставлять ни к чему не подключенными. С одной стороны такой плавающий вход (floating input) будет вести себя так, как будто к нему приложен низкий уровень сигнала, и обычно осциллограф или вольтметр, подключенные к такому входу, показывают значение О В. При этом можно подумать, что неиспользуемый вход схем ИЛИ и ИЛИ-НЕ можно оставлять плавающим, потому что схема будет вести себя так, как будто на этот вход подан логический 0, и он не влияет на выходной сигнал вентиля. Но входное сопротивление КМОП-схем очень велико, поэтому достаточно совсем небольшого шума, чтобы время от времени незаземленный вход вел себя так, как если бы на нем был высокий уровень, создавая тем самым некоторые крайне неприятные неустойчивые состояния схемы.