Вопрос 47

Рисунок 1. Внешний вид цифровой микросхемы малой степени интеграции в DIP-корпусе

В одном DIP-корпусе размещалось 6 инверторов. Но нам то обычно нужен один! И очень часто бывает, что то, что нужна инверсия сигнала выясняется уже в процессе настройки рабочего образца цифрового устройства, когда на печатной плате места практически нет. В современных цифровых микросхемах малой степени интеграции существуют корпуса микросхем, содержащие только один инвертор или только один логический элемент "2И-НЕ". В этом случае достаточно только четырех или пятивыводного корпуса и шаг выводов в современных корпусах тоже значительно уменьшился по сравнению с DIP-корпусом. Типовые габариты корпуса SOT-23 составляют 2,8×2,5 мм, габариты корпуса SС-70 составляют 2×2,1 мм, а корпуса YEP — 0,95×1,45 мм

Вопрос 48

. Условно-графическое изображение цифровых микросхем

В дополнительных полях помещают информацию о назначениях выводов (метки выводов, указатели). Дополнительные поля на условно-графическом изображении цифровых микросхем могут отсутствовать. Входы на условно-графическом изображении цифровых микросхем располагают слева, а выходы - справа. Номера выводов микросхем помещают над линией вывода ближе к изображению микросхемы.

Параметры цифровых микросхем

Точно так же как и аналоговые схемы, цифровые схемы должны описываться какими-то параметрами. Аналоговые схемы характеризуются напряжением питания, при котором они могут работать. Цифровые микросхемы тоже обладают этим параметром. В настоящее время наиболее распространены цифровые микросхемы с напряжением питания +5 В и +3,3 В, хотя существуют микросхемы, способные работать в диапазоне напряжений от 2 до 6 В

Вопрос 49 Параметры цифровых микросхем

Параметры цифровых микросхем делятся на три группы: статические, динамические и интегральные.

Статические параметры цифровых микросхем характеризуют микросхему в статическом (установившемся) режиме.

Динамические параметры цифровых микросхем определяют максимальную частоту смены входных состояний, при которой не нарушается нормальное функционирование микросхем. Временные диаграммы, иллюстрирующие способы определения временных динамических параметров.

Интегральные параметры цифровых микросхем отражают уровень развития технологии и схемотехники, а также качество цифровых микросхем:

1. Энергия переключения Э_ПЕР = Р_{ПОТР.СР}  t_ЗД.Р [пДж].

2. Степень интеграции N = lg n, где n, – число простых логических элементов (2И–НЕ) на кристалле (при N = 2 микросхемы обычно называют схемами средней интеграции, – СИС; при N = 3 микросхемы обычно называют схемами большой интеграции, – БИС; при N = 4 микросхемы обычно называют схемами сверх большой интеграции, – СБИС).

Вопрос 50

Входные и выходные токи цифровых микросхем

Еще один важный параметр любой микросхемы — это предельно допустимый выходной ток. Для цифровых микросхем есть два различных значения выходного тока: ток единицы (высокого потенциала) и ток нуля (низкого потенциала). Количество однотипных микросхем, которые могут быть одновременно подключены к выходу микросхмы, определяет предельную нагрузочную способность микросхемы.

В цифровых микросхемах эти значения могут быть различными.Для того чтобы выход цифровой микросхемы мог нагружаться на входы нескольких микросхем-приемников, их входной ток должен быть меньше выходного тока микросхемы-источника. Для ТТЛ-микросхем нагрузочная способность составляет обычно 10. Для КМОП-микросхем она может достигать 100, т. е. на выход одной КМОП-микросхемы можно нагружать до сотни входов других КМОП-микросхем.

Параметры, определяющие быстродействие цифровых микросхем

Быстродействие цифровых микросхем определяется скоростями их перехода из одного состояния в другое. При этом быстродействие цифровой микросхемы определяется временем задержки выходного сигнала относительно входного. Не следует путать это время с длительностью фронта выходного импульса цифровой микросхемы. В общем случае длительность переднего (rising — нарастающего) и заднего

(falling — спадающего) фронтов цифрового сигнала не совпадает. Длительность фронта определяется как время нарастания выходного сигнала от напряжения 0,1×U до напряжения 0,9×U, где U — это разность напряжений между уровнем логической единицы и уровнем логического нуля. На рис. 1.7 длительность переднего (rising — нарастающий) фронта обозначена как t ф01, а длительность заднего (falling — спадающий) фронта — как tф10. Время задержки выходного сигнала относительно входного обычно больше

длительности фронта выходного сигнала, и именно этот параметр приводится в качестве характеристики цифровой микросхемы, определяющей ее быстродействие. Это время может быть измерено по точке пересечения входным и выходным сигналами порогового уровня. В цифровых микросхемах время задержки переднего фронта и время задержки заднего фронта обычно не совпадают. Времена задержки t01 и t10 показаны на временной диаграмме входного и выходного сигнала цифровой микросхемы, приведенной на рис. 1.8. Тем не менее, для того, чтобы можно было сравнивать цифровые микросхемы между собой, часто пользуются усредненным временем задержки сигнала