Параметры микросхем

Каждая цифровая микросхема обладает не только переключательными, но и другими свойствами и оценивается рядом параметров, обусловленных внутренней структурой и конструктивным исполнением. Некоторые из этих параметров касаются конкретной микросхемы, другие характеризуют все изделия данной серии. Если в условиях эксплуатации эти параметры будут выдержаны, завод-изготовитель гарантирует нормальную работу микросхемы. Значения параметров, как правило, задаются с запасом и не исчерпывают физических возможностей микросхемы, однако превышать их не следует, особенно те, от которых зависят работоспособность и надежность приборов.

Оценивают микросхемы по следующим основным параметрам: быстродействию, напряжению питания, потребляемой мощности, коэффициенту разветвления по выходу, коэффициенту объединения по входу, помехоустойчивости, энергии (работе) переключения, надежности, стойкости к климатическим и механическим воздействиям.

Быстродействиехарактеризуется максимальной частотой смены входных сигналов, при которой еще не нарушается нормальное функционирование. Это один из важнейших параметров, так как определяет время обработки информации.

Инерционность полупроводниковых приборов и паразитные емкости служат причиной того, что каждое переключение сопровождается переходными процессами, отчего фронты импульсов растягиваются. Когда частота смены входных сигналов невелика, можно считать, что переключение происходит мгновенно, а при повышенных частотах приходится считаться с искажениями импульсов. Фронты искаженных прямоугольных импульсов представляют собой участки кривых, но для простоты их принято заменять отрезками прямых.

Для оценки временных свойств микросхем существует несколько параметров. На практике обычно пользуются так называемой задержкой распространения сигнала, которая представляет собой интервал времени между входным и выходным импульсами, измеренными на уровне 0,5. Времена задержки распространения сигнала при включениии при выключенииблизки, но не равны. Обычно пользуются усредненным параметром

(1.4)

который называют средним временем задержки распространения (рис. 1.13).

Иногда пользуются близкими параметрами — временем задержки включения и выключения. Они измеряются на уровнях 0,1 и 0,9 соответственно.

Применительно к последовательностным устройствам (триггерам, счетчикам и др.) используются некоторые дополнительные временные параметры, обусловленные принципом действия, как то: время задержки переключения, максимальная частота переключений и некоторые другие.

Рис. 1.13. Оценка задержки сигналов: а – входной импульс;

б – выходной импульс с инверсией; в – выходной импульс без инверсии

Занятие 4

Содержание: Генераторы. Генераторы гармонических колебаний. Принцип работы генератора гармонических колебаний. ГенераторыLC-типа. Генераторы прямоугольных колебаний (мультивибраторы). Мультивибраторы на транзисторах. Мультивибраторы на основе цифровых интегральных схем.

Задание к практическому занятию:

1. Составить логическую схему базы знаний по содержанию блока.

2. Составить терминологический словарь.

3. Выполнить все пункты, перечисленные в разделе подготовительного этапа к практическому занятию.

Практическое занятие (деловая игра)

Цели: 1. Закрепить и углубить изучаемый материал студентами.

2. Уметь изложить свою точку зрения по вопросам обработки, хранения и передачи информации.

Участники: Студенты распределены на 3 подгруппы:

1-я подгруппа – заказчики (задающие вопросы);

2-я подгруппа – специалисты (отвечающие на вопросы);

3-я подгруппа – экспертная группа (оценивающие правильность формулировки вопросов и ответов на них).

Время: 90 минут.

1. Подготовительный этап (домашняя работа):

1. Подготовить материл по ранее выданной на текущее занятие (в конце предыдущего занятия) преподавателем теме:

- составить план блока;

- составить терминологический словарь: выписать встречаемые в тексте блока термины и дать им расшифровку;

2. По содержанию блока составить до десяти вопросов.

3. Быть готовыми ответить на вопросы по рассматриваемой теме. Уметь оценить вопросы и ответы участников будучи в подгруппе экспертов.

4. Оформить домашнюю работу в виде отчета.

2. Порядок проведения практического занятия

1. Организация занятия (проверка присутствующих и готовности к занятиям, объявление темы исходя из содержания текущего занятия). (5 минут.)

2. Распределение на подгруппы и доведение порядка проведения занятия. (5 минут.)

3. Присвоение подгруппам первоначальных ролей (заказчики, специалисты, экспертная группа). (5 минут.)

4. Обсуждение студентами подгрупп вопросов, вынесенных на практическое занятие с целью выработки общих позиций:

4.1. Вопросы со стороны подгруппы заказчиков. (15 минут.)

4.2. Ответы со стороны подгруппы специалистов. (15 минут.)

4.3. Оценивание подгруппой экспертов вопросов и ответов участников. (15 минут.)

4.4. Дискуссии. (10 минут.)

4.5.Выработка общей позиции и общего подхода к вопросам рассматриваемым на текущем занятии согласно его теме. (5 минут.)

5. Обсуждение преподавателем и старшими групп оценок участников занятия. (5 минут.)

6. Подведение итогов занятия с объявлением окончательных оценок участников практического занятия. (5 минут.)

7. Объявление темы и содержания следующего практического занятия. (5 минут.)