Вопрос 13

Коммутативные (переместительные) законы:

Ассоциативные (сочетательные) законы:

Дистрибутивные (распределительные) законы:

Законы повторения:

Законы инверсии (двойственности):

Законы отрицания:

Закон двойного отрицания:

Закон поглощения:

Закон склеивания:

Правила операций с константами:

Дополнительные тождества:

Вопрос 14

Цифровой ИМС

Цифровая микросхема как функциональный узел характеризуется набором сигналов, которые можно разделить на информационные (Х1, Х2, ..., Хn – входные, Y1, Y1, ..., Ym – выходные) и управляющие (V1, V2, ..., Vk). Каждая конкретная ИМС в соответствии со своим функциональным назначением выполняет определенные операции над входными сигналами (переменными), а выходные сигналы представляют собой результат этих операций Yj = F(Х1,Х2, ... ,Хn). Операторами F могут быть как простейшие логические преобразования, например, И, ИЛИ, НЕ, и т. д., так и сложные многофункциональные преобразования, имеющие место, например, в микропроцессорах, БИС памяти и др.

Сигналы управления определяют вид операции, режим работы ИМС, обеспечивают синхронизацию, установку начального состояния, стробируют входные и выходные сигналы, задают адрес, и т. д.

Базовый ЭСЛ - элемент ИЛИ/ИЛИ-НЕ

В этом элементе [3, 11] логические операции выполняются эмиттерно-связанными транзисторами, чем и обусловлено название типа логики. Элемент имеет два выхода, на одном из которых фиксируется результат операции ИЛИ над входными цифровыми сигналами, а на другом - операции ИЛИ-НЕ.

В этой схеме к “земле” присоединена плюсовая шина источника питания, поэтому выходные сигналы имеют отрицательную полярность.

Разработанные на основе схем ЭСЛ ИМС характеризуются высоким быстродействием, высокой нагрузочной способностью, низкой помехоустойчивостью и достаточно большой потребляемой мощностью.

Базовый ТТЛ (ТТЛШ) - элемент И-НЕ

Простейший ТТЛ элемент, название которого расшифровывается как транзисторно-транзисторная логика, состоит из конъюнктура, выполненного на много эмиттерном транзисторе VТм и транзисторного инвертора VT1 (рисунок 7.1).

При высоких уровнях напряжения на всех входах схемы (логические 1) все переходы эмиттер-база много эмиттерного транзистора VTм смещаются в обратном направлении (заперты), а переход база-коллектор за счет напряжения +Епит – в прямом (инверсное включение транзистора). Ток коллекторного перехода транзистора VТм, протекающий через переход эмиттер-база транзистора VТ1, вводит последний в режим насыщения. При этом с выхода снимается низкий уровень напряжения (логический нуль). Если хотя бы на один вход схемы поступит сигнал логического 0(низкий уровень напряжения), VТм открывается и на базу VТ1 подается низкий уровень напряжения. Последний закрывается и с выхода снимается высокий уровень сигнала (логическая единица).

Базовый КМОП-элемент ИЛИ-НЕ

Логические схемы на комплементарных (дополняющих друг друга) МОП (МДП) - транзисторах содержат последовательно включенные и управляемые одним сигналом МОП-транзисторы с каналами разных типов проводимости (n- и p-типа) (рисунок 7.6).

Когда один из последовательно включенных транзисторов открывается, другой - закрывается. Поэтому такой каскад практически не потребляет мощности в статическом режиме.

КМОП-элемент представляет собой делитель напряжения +Епит. Нижнее плечо делителя составляет транзистор VT2, который называется коммутирующим или управляющим. Верхнее плечо образует транзистор VT1, который называется нагрузочным. Если на вход подается высокий уровень напряжения (логическая 1), то открывается транзистор VT2 и закрывается VT1. Большая часть напряжения питания выделяется на нагрузочном транзисторе VT1, а с выхода снимается низкий уровень напряжения (логический 0).

Если на вход поступает низкий уровень сигнала (логический 0), то открывается VT1 и закрывается VT2. С выхода снимается высокий уровень напряжения, а открытый транзистор VT1 выполняет функцию стокового резистора Rс.

Типовой элемент КМДП – логики (КМДПТЛ). Статические характеристики. Электрическая схема.

В элементах этого типа используются МДП- транзистора с n- и p- каналами. Схема элемента ИЛИ-НЕ показана на рис.1.33,а. Статические характеристики. Uвых= f(Uвх) приведены на рис.1.34. Когда на все входы схемы подан низкий потенциал Uвх < Uon, транзисторы VTn закрыты, а транзисторы VTp открыты и работают в крутой области характеристик.

Так как через транзисторы VTp не протекает ток, то U_ост.р = 0 и на выходе устанавливается высокий потенциал U¹ = E. Когда потенциал на М₀ входах увеличивается до уровня

Uвх = U₀*n, открывается n-канальные транзисторы. В схеме начинает протекать ток Iср = М₀I_снn = 0,5М0bn(Uвх – Uon)² .