- •Гусев б. С. Цифровая схемотехника эвм. Конспект лекций.
- •Содержание
- •Введение.
- •Параметры интегральных схем
- •Обозначения на микросхемах.
- •Полупроводниковые диоды.
- •Методика расчета диодных схем.
- •Диодные логические элементы.
- •Расчет диодного элемента с нагрузкой .
- •Динамика диодного элемента .
- •Диодные логические элементы “или” логики высокого уровня.
- •Двухступенчатые диодные элементы.
- •Динамика двухступенчатых элементов .
- •Полупроводниковые транзисторы.
- •Биполярные транзисторы
- •Схемы замещения транзисторов. Модель Эберса-Молла.
- •Динамика транзисторного ключа.
- •Инвертор.
- •Расчет инвертора.
- •Определение порогового напряжения переключения транзистора.
- •Расчет коэффициента разветвления.
- •Цепочка фиксации.
- •Организация базовой цепи инвертора. Оптимальная фома базового тока.
- •Нелинейная отрицательная обратная связь (ноос).
- •Система элементов резистивно транзисторной логики (ртл).
- •Синтез инвертора.
- •Элементы диодно-транзисторной логики с переключением напряжения (дтл пн).
- •Элементы дтл с переключением тока (дтл пт).
- •Расчет элементов дтл пн.
- •Расчет элементов дтл пт.
- •Элемент дтл пт со сложным инвектором.
- •Элементы ттл. Ттл с простым инвертором .
- •Ттл со сложным инвертором.
- •Расчет коэффициента рзветвления.
- •Характеристики элементов ттл
- •1 Uвх uвых . Передаточная характеристика.
- •Входная характеристика.
- •3. Выходная характеристика.
- •Модификации элементов ттл. Использование схемы Дарлингтона.
- •Элементы ттлш. (c диодом Шоттки).
- •Современные серии ттл.
- •Элементы ттл с открытым коллектором
- •Подключение индикации.
- •Организация монтажной логики
- •Расчет резисторов для организации монтажной логики.
- •Логические элементы с тремя состояниями.
- •Реализация логических функций на базе элементов ттл. Элементы и-не с помощью многоэмиттерного исполнения транзисторов vt1.
- •Характеристики серийных элементов ттл
- •Схемы замещения элементов ттл для серии к155. Схемы замещения со стороны входа
- •Элементы эмиттерно-связанной логики (эсл).
- •Характеристики элементов эсл
- •Реализация логических функций на базе эсл
- •Расчет элемента эсл.
- •1. Выбор высоких и низких уровней напряжения
- •3. Выбор источников напряжений
- •6. Расчет нагрузочных сопротивлений.
- •Элементы инжекционной логики (и 2л)
- •Расчет нагрузочной способности
- •Реализация логических функций на базе.И2л Элементы и2л с многоколлекторным транзистором Использование диодов Шоттки в элементах и2л.
- •Схемы с непосредственной связью
- •Расчет нагрузочной способности
- •Реализация Логических Функций
- •Логические элементы на моп-транзисторах.
- •Реализация логических функций на моп транзисторах Инвертор.
- •Характеристики логических элементов на моп транзисторах
- •Реализация логических функций на базе элементов на моп транзисторах.
- •Логические элементы на кмоп транзисторах
- •Реализация логических функций на кмоп элементах
- •Элемент 2и-не
- •Элемент с тремя состояниями
- •Практическое использование кмоп элементов
- •Защитная цепочка кмоп элементов
- •Двунаправленный ключ на базе кмоп-элементов.
- •Монтажная логика на элементах кмоп
- •Практическое использование элементов ттл
- •Использование свободных элементов в микросхемах.
- •Совместное использование различных серии ттл
- •Перспективные системы элементов
- •Новые элементы эсл
- •Заключение.
Система элементов резистивно транзисторной логики (ртл).
2ИЛИ-НЕ для положительной логики.
При расчете схемы когда транзистор открыт худшим случаем является ситуация когда на один из входов подается ВУ. Схема инвертора может иметь диоды фиксации, НООС и емкости. Для расчета нагрузочной способности худший случай, когда транзистор закрыт. Чем больше ВУ, тем транзистор быстрее включается.
Синтез инвертора.
1. Выбор транзистора и диода (из справочника получают графики входных и выходных характеристик). По входным характеристикам определяют UБЭ. По выходным ‑ UКЭНАС и h21 (бета). Также выбирают граничную частоту усиления транзистора. Определяют емкости между переходами, кроме этого выбирают максимально допустимые характеристики IК ДОП и IБ ДОП (если нет IБ ДОП его можно получить исходя из выходной характеристики), а также максимально допустимые обратные напряжения Uкэ обр, Uбэ обр, для диода Uд обр и Iдт.
2. В соответствии с характеристиками транзистора и диода производят выбор источников питания. Для схемы инвертора ЕК Uкэ обр. Если используется диод фиксации, то ЕФ U кэ обр, тогда EК = (25)*EФ.
Ес Uбэ обр
3. Начинают расчет с RК. Когда транзистор в насыщении, RК задает ток IK,HAC (IK,HAC IK ДОП). Следовательно IК ДОП (-UK + EK +UK -UКЭ,НАС)/RK. Следовательно RK=(EK - UКЭ,НАС)/IК ДОП (справедлива для инвертора и РТЛ);
((UХВ - UБЭ)/RБ) -((UБЭ + EС)/RC) IБ,НАС (1)
Прежде чем рассчитывать RБ и RС нужно выбрать величину НУ и ВУ (в том случае, если они не заданы). Эти значения определяются выходной цепью. Для инвертора НУ=UКЭ,НАС, ВУ при холостом ходе можно прибдиженно посчитать равным ЕК. Так как ВУ с подключением нагрузки понижается, то может быть между ЕК и UП2. Пусть считаем UХ,В=EК .
IRC - IRб > IКТ (2)
UБ=((Uх,н/Rб) - (Eс/Rc) - Iкт)/(1/Rб+1/Rс)0
Для увеличения бы стродействия можнo двигать вниз
Если задано быстродействие, то исходя из величины времени рассасывания необходимо определить величины включающих и выключающих токов I Б1 и IБ2.
После определения резисторов необходимо выполнить анализ схемы, то есть определить полученные характеристики схемы: коэффициент разветвления, быстродействие, помехоустойчивость.
Элементы диодно-транзисторной логики с переключением напряжения (дтл пн).
Элементы ДТЛ представляют собой каскадные соединения диодных элементов и инвертора.
Транзистор источник открыт на выходе НУ. Транзистор приемник закрыт. На выходе ВУ.
IRк=IК - IН=IК - N*IВХ;
IК=IRк+N*IВХ;
IRк=(E - UКЭ,Н)/RК;
IВХ=IR& - IRб;
UА=UХ,Н+UД=UКЭ,Н+UД= =0,8 В;
IR&=(E& - UA)/R
Всвязи с тем, что ток Irк , IR& и IRб не зависят от N, то с увеличением N происходит увеличение IK транзистора источника.
Условием правильной работы является выражение IK=IRK+N*IВХ < IK ДОП
