Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электронные и микропроцессорные устройства. Учебное пособие
.pdf
Рис. 43. Элемент И-НЕ с открытым
коллектором
Во-первых. Управление внешней нагрузкой, которая подключается
к источнику напряжения, превышающего напряжение питания ИМС.
Например, управление маломощной лампочкой с напряжением питания 12 В.
Во-вторых. Для создания «схемного И». Несколько выходов объединяют в одну точку, которая соединена с питанием через резистор
(обычно 1 кОм). Например, в компьютерных шинах есть несколько
частных линий (наиболее значительная – линия прерывания), функцией которых является передача не информационных бит, а просто индикация, что хотя бы одно устройство требует внимания. Использование
схем с открытым коллектором позволяет предотвращать конфликты
устройств без дополнительной логики.
В-третьих. Внешние шины. В приложениях, где скорость не очень
важна, для возбуждения шин
используются драйверы с открытым кол-
лектором. Наиболее частый случай – выдача данных из компьютера.
Пример: шина связи компьютера с дисководом и инструменталь-
ная шина IEEE-488 для подключения лабораторных приборов.
Логические элементы с тремя состояниями на выходе
Это обычные логические схемы, которые имеют третье состояние
выхода – «обрыв». В них имеется отдельный вход разрешения, с помощью которого может устанавливаться состояние «обрыва» (Z-
состояние) независимо от сигналов на других входах, либо состояние
обычных активных выходов в зависимости от входных сигналов.
Драйвера этого типа широко используются для возбуждения шины
данных
компьютера.
71
2.4. ЭСЛ
Эмиттерно-связанная логика (100, 500, 1500 серии), основанная на
дифференциальных каскадах, – самая быстродействующая серия логических элементов. Это обусловлено следующими факторами: открытые транзисторы не находятся в насыщении, поэтому исключается
этап рассасывания неосновных носителей заряда в базах; управление
входными транзисторами идет от эмиттерных повторителей предшествующих элементов, которые, обладая малым выходным сопротивлением, выдают
крытия транзисторов мало, что дает крутые фронты импульсов.
большой ток, и, следовательно, время открывания и за-
2.5. И2Л
Интегрально-инжекционная логика, элементы этой серии не имеют
дискретных аналогов и реализуются только в интегральной технологии. В этой серии некоторая р-область может быть коллектором одного
и базой другого транзистора. Элементы этой серии занимают малую
площадь и имеют малую потребляемую мощность.
2.6. МОП-логика
Логические элементы строятся на полевых транзисторах с динамической нагрузкой (176, 561, 1561, 564, 1564 серии). Если логические
элементы строятся на комплиментарных ключах, то это КМОП-логика.
Основы КМОП-логики составляют комплиментарные пары p- и n-канальных транзисторов (рис. 44).
Рис. 44. Элемент НЕ
КМОП-логики
72
Нагрузочная способность МОП-логики велика, так как входной ток
мал, однако при большом коэффициенте разветвления по выходу увеличивается емкость нагрузки, что ведет к снижению быстродействия.
Все МОП-схемы более капризны, чем схемы на биполярных транзисторах. Они подвержены действию статических зарядов и наводок от
внешних источников. Если затвор МОП-прибора
окажется разомкнут,
то он наверняка будет пробит.
Свободные вводы ИМС обязательно должны соединяться с шиной
питания или землей, в том числе неиспользуемые логические элементы. При быстром включении питания МОП-элементы могут переходить в тиристорный режим за счет поверхностных pnpn-структур. В
этом случае возникает лавинный пробой, кристалл разогревается
и,
если не отключить питание, то кристалл сгорает.
При работе от ТТЛ КМОП может работать при отсутствии питания за счет питания ИМС от единицы через вход. Поэтому не пропаянный вывод питания КМОП-логики может проявить себя в любой момент.
Фронты МОП-схем при работе на внешнюю нагрузку имеют
большой разброс, что может вызвать нарушение в синхронизации
устройств.
Тем не менее благодаря малой удельной мощности и высокой степени интеграции (т. е. большой плотности расположения) МОП-схемы – основа для однокристальных процессоров, запоминающих
устройств и других БИС.
73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника / Ю.С. Забродин. – М.:
Альянс, 2013.
2. Горбачев Г.Н. Промышленная электроника / Г.Н. Горбачев, Е.Е. Чаплы-
гин. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
3. Герасимов В.Г. Основы промышленной электроники / В.Г. Герасимов. –
М.: Высшая школа, 1986.
4. Скаржепа В.А. Электроника и микросхемотехника /под общ. ред.
А. Краснопрошиной. – Киев: Вища школа, 1989.
А.
5. Гусев В.Г. Электроника и микропроцессорная техника / В.Г. Гусев,
Ю.М. Гусев. – М.: КноРус, 2013.
6. Миловзоров О.В. Электроника / О.В. Миловзоров, И.Г. Панков. – М.:
Юрайт, 2015.
7. Титце У. Полупроводниковая схемотехника / У. Титце, К. Шенк. – М.:
ДМК Пресс, 2008.
8. Хоровиц П. Искусство схемотехники / П
ном, 2014.
. Хоровиц, У. Хилл. – М.: Би-
74
Родыгин Александр Владимирович
ЭЛЕКТРОННЫЕ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА
Учебное пособие
Редактор Л.Н. Ветчакова
Выпускающий редактор И.П. Брованова
Корректор И.Е. Семенова
Дизайн обложки А.В. Ладыжская
Компьютерная верстка С.И. Ткачева
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции
Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)
Подписано в печать 30.10.2017. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 100 экз.
Уч.-изд. л. 4,41. Печ. л. 4,75. Изд. № 72. Заказ № 1356. Цена договорная
Новосибирского государственного технического университета
Отпечатано в типографии
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
75
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]