Донецкий Государственный Технический Университет

Кафедра ЭВМ

Гусев б. С. Цифровая схемотехника эвм. Конспект лекций.

Издание второе переработаное и дополненое.

К изданию подготовили: Абузов В. И. гр. ВТ 95а

Болотин А. Ю. гр. ВТ 95а

Вериго В. И. гр. ВТ 95а

Руководитель работы: Гусев Б. С.

Донецк 1997

Содержание

Содержание 1

Введение. 4

Параметры интегральных схем 5

Обозначения на микросхемах. 8

Полупроводниковые диоды. 9

Диодные логические элементы. 11

11

12

12

Полупроводниковые транзисторы. 19

Биполярные транзисторы 19

Инвертор. 25

Система элементов резистивно транзисторной логики (РТЛ). 35

Синтез инвертора. 35

Элементы диодно-транзисторной логики с переключением напряжения (ДТЛ ПН). 37

Элементы ДТЛ с переключением тока (ДТЛ ПТ). 39

Элементы ТТЛ. 42

Характеристики элементов ТТЛ 47

Модификации элементов ТТЛ. 49

Элементы ТТЛ с открытым коллектором 51

Организация монтажной логики 53

Логические элементы с тремя состояниями. 56

56

Реализация логических функций на базе элементов ТТЛ. 57

Характеристики серийных элементов ТТЛ 59

Схемы замещения элементов ТТЛ для серии К155. 59

Элементы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ). 61

Характеристики элементов ЭСЛ 65

Реализация логических функций на базе ЭСЛ 68

Расчет элемента ЭСЛ. 69

Элементы инжекционной логики (И ²Л) 71

Расчет нагрузочной способности 74

Реализация логических функций на базе.И²Л 74

Схемы с непосредственной связью 76

Логические элементы на МОП-транзисторах. 78

Реализация логических функций на МОП транзисторах 79

Характеристики логических элементов на МОП транзисторах 81

Реализация логических функций на базе элементов на МОП транзисторах. 82

Логические элементы на КМОП транзисторах 83

Реализация логических функций на КМОП элементах 84

Практическое использование КМОП элементов 85

Защитная цепочка КМОП элементов 86

86

Двунаправленный ключ на базе КМОП-элементов. 86

Монтажная логика на элементах КМОП 87

Практическое использование элементов ТТЛ 88

Использование свободных элементов в микросхемах. 91

Совместное использование различных серии ТТЛ 91

Перспективные системы элементов 92

Новые элементы ЭСЛ 94

Заключение. 96

Введение.

Несколько слов от тех, кто подготавливал этот документ.

Мы думаем, всем известно ‑ в современном мире вычислительная техника занимает все больше и больше областей жизни людей, как на работе так и дома. В качестве наглядного примера могут служить банки, средства информации, заводы и фабрики, учебные учреждения. Не без помощи вычислительных машин разрабатываются грандиозные по своей значимости проекты, к примеру, методы клонирования живых организмов. Да и обычная современная микроволновая печь или автоматическая стиральная машина представляет собой своеобразный микрокомпьютер.

В связи с этим постоянно растет спрос на специалистов по разработке, наладке и ремонту компьютерной техники. Особенно в странах бывшего СССР, так как в наших фирмах, торгующих компьютерами обычный товар производится в Китае или на Тайване. А для того, чтобы что-то ремонтировать или налаживать необходимо знать хотя бы то немногое, чему попытаются научить вас, студентов, преподаватели кафедры ЭВМ. Тем более этот предмет пригодится вам в будущем в курсовых и дипломной работе. И не только в них, но и для особо настойчивых будет интересно соединять два чужих компьютера через СОМ-порты при помощи своей, собственноручно расчитаной и спаяной платы для усиления сигнала и передачи его на стометровые расстояния. А как будет интересно смотреть на лица друзей, когда из-за таких вот экспериментов у них задымится мультикарта !

Или вот пример из сдачи нами курсовой работы ‑ при расчете нагрузки были допущены некоторые неточности, вследствии чего могло произойти, цитируем преподавателя: ”При включении вашго компьютера, в котором несколько миллионов таких элементов, у половины города выключится свет.”

Так вот, чтобы избежать подобных курьезов, советуем вам изучить этот предемет достаточно внимательно.

Ну вот, пожалуй, и все, что хотелось бы сказать перед тем, как вы углубитесь в изучение изложенного ниже материала.