курсовой проект / 541-насти

Серии К155, К134, К541, К185, К500, К1500 и др. содержат микросхемы, изготовленные методами биполярной технологии. Среди этих методов наиболее широко применяются методы ТТЛ-технологии, сейчас в основном ТТЛШ (серии К531, К1531, К1533 и др.), ЭСЛ-технологии (серии К500, К1500), технологии ИИЛ в сочетании с ТТЛ (К 185, К134, К541 и др.), ТТЛ с ЭСЛ (К155) и т. д. Названные технологии отличаются схемотехническими ре­шениями, принятыми для микросхем статических ОЗУ. Объеди­няет эти технологии то, что основным активным компонентом схем является биполярный транзистор и, следовательно, в основе лежит технология изготовления биполярных структур с раз­личными физико-техническими свойствами: классических п-р-п или р-п-р транзисторов, транзисторов с включением диодов Шот-ки параллельно коллекторному переходу (транзисторов Шотки), тиристоров, транзисторов с инжекционным питанием и т. д.

Серия К541 имеет в своем составе микросхемы статических ОЗУ емкостью 4КХ1, 8КХ1, 16КХ1, 1КХ4 асинхронного типа среднего быстродействия (табл. 2.1). Микросхемы серии имеют напряжение питания 5 В, ТТЛ входные и выходные уровни, выход на три состояния, характеризуются сравнительно высоким уровнем энергопотребления, по сравнению с микросхемами серии К132, причем не обладают свойством снижать уровень потреб­ляемой мощности в режиме хранения.

Структура микросхем содержит все функциональные узлы ти-

Рис 2.10 Функцио нальные элементы мик росхем статических ОЗУ на биполярных транзи сторах

а — элемент памяти ИИЛ б — элемент памяти ТТЛ в — инвертор с выходом с тремя состояниями г — вчо! ной формирователь ТТЛ ЭСЛ д—инвертор с открытым коллекторным выходом

пичного варианта ее построения (рис. 2.10). В качестве элемен­та памяти использован статический триггер на четырех транзис­торах, два из которых, VT3 и VT4, являются инжекторами тран­зисторов VT2 и VT1 соответственно. Двухэмиттерными транзис­торами управляют сигналы адресной шины X, и разрядных шин РШо, РШь При X, =0 триггер находится в режиме хранения, так как при этом фиксируется состояние плеч триггера. При X, = 1 оба эмиттерных перехода, подключенных к адресной шине, закрываются и состояние триггера зависит от потенциалов раз­рядных шин: при низком потенциале шин в режиме считывания в одну из них потечет ток, а именно в ту, со стороны которой транзистор открыт; в другой тока не будет.

При_записи по шинам в форме парафазного сигнала PIIIi = D, РШо = 0 к плечам триггера подводится информация. Асимметрия в потенциалах шин вызовет переключение триггера в состояние, определяемое потенциалами шин: например, при PLLIi=O, РШо = 1 (запись 0) откроется VT2, через него в шину потечет ток инжектора VT4, а транзистор VT1 закроется. При записи 1 состояния транзисторов изменятся на обратные.

Выходные и входные цепи выполнены на элементах ТТЛ, поскольку низкопороговые функциональные узлы ИИЛ имеют низкую помехоустойчивость и, кроме того, не согласованы по уровням напряжения с элементами других типов логики. Вариант выходного каскада с тремя состояниями (рис. 2.10, в) выполнен по схеме ТТЛ сложного инвертора с дополнительными элемен­тами VD1, VD2, VT2, необходимыми для обеспечения третьего состояния выхода. Управляющий сигнал V зависит от внешних сигналов CS и W/R, воздействуя на вход транзистора VT2, закрывает его при V = 0 или открывает при V=l. В третьем состоянии выход находится при V=l, когда открытый транзи­стор VT2 шунтирует входы и закрывает транзисторы VT5 и VT3, а значит, и VT4.

Микросхемы серии К541 работают в режимах хранения, за­писи и считывания. Условия реализации этих режимов представ­лены в табл. 2.5. В соответствии с условием режима считывания: CS = 0, W/R=l, управляющий сигнал^ должен быть сформиро­ван, исходя из соотношения: V = CS-W/R или CS + W/R.

По аналогичной схеме, но без VD1, VD2, VT2 построены и входные усилители-формирователи. Для повышения быстро­действия входные усилители выполняют и по схеме ТТЛ-ЭСЛ (рис. 2.10, г). Преимущество этой схемы заключается в том, что она в максимальной степени реализует быстродействие транзис­торов, что, вообще, присуще ЭСЛ-схемотехнике, за счет ограни­чения их насыщения и переключения током эмиттера, не зави­сящим от входного воздействия.

Микросхемы серии К541 относятся к группе асинхронных:

сигналы CS и W/R можно подавать как уровнем, так и импуль-

Таблица 2 9. Параметры микросхем серий К541, КР541 при 25° С, не

Таблица 2.10. Корпуса микросхем серий К541, КР541

сом. Параметры микросхем представлены в табл. 2.9, а данные о конструктивном оформлении — в табл. 2.10 и на рис. 2.11.

Микросхемы ОЗУ серий К134, К155, К185 имеют много обще­го с рассмотренными. Все они относятся к типу асинхронных ста­тических ОЗУ, поэтому достаточно просты в применении. Основ­ные-характеристики этих микросхем приведены в табл. 2.1. Об­ратим внимание лишь на некоторые особенности, знание которых необходимо для практики.

Микросхема К155РУ7 емкостью 1К X 1 бит, асинхронная, об­ладает повышенным быстродействием: ее время цикла обраще-

Рис. 2.11. Микросхемы памяти серии К.541

*ния равно 45 не. Это достигнуто применением в структуре микро­схемы элементов ТТЛ и ЭСЛ, в частности, элементом памяти является статический триггер на двухэмиттерных транзисторах (рис. 2.10, б) с нелинейной нагрузкой, а входные и выходные каскады выполнены по совмещенной схемотехнике, как показано на рис. 2.10, г. Таблица истинности, динамика работы этой микросхемы аналогичны микросхемам серии К541. Конструк­тивное выполнение — пластмассовый корпус 238.16-2, назначение выводов по рис. 2.8, б.

Микросхема К134РУ6 емкостью 1КХ1 бит получена по ИИЛ-ТТЛ-технологии. Ее особенность заключается в том, что выход построен по схеме с открытым коллектором ОК (рис. 2.10, д). Наличие такого выхода не позволяет объединять информацион­ные входы и выходы. При соединении нескольких микросхем по выходам можно использовать схему «монтажного ИЛИ» с под­ключением к точке соединения источника питания через внешний токоограничивающий резистор. Для расчета его сопротивления необходимо учитывать прежде всего значение выходного тока в состоянии логического 0, равное 16 мА. Характеристики микро­схем приведены в табл. 2.1. При хранении потребляемая мощ­ность снижается вдвое.

У микросхемы К185РУ5 емкостью 1КХ1 бит те же особен­ности, что и у К134РУ6, но она более быстродействующая. В динамике работы при обращении в момент воздействия сигна­ла CS на выходе возможны помехи длительностью не более чем время выбора: tBBM. Серия развивается, о чем свидетельствуют микросхемы К185РУ10 емкостью 16КХ1 бит с временем цикла 50 не.

Микросхемы серий К500, К.1500 обладают самым большим быстродействием, что обусловлено использованием для их изго­товления ЭСЛ-технологии. Микросхемы относятся к группе

асинхронных. Время цикла обращения в диапазоне рабочих тем­ператур имеет значения от 9 не для микросхемы К1500РУ073 и 15 не для К1500РУ480 до 40 ... 45 не для К500РУ470 К1500РУ470, К500РУ415. Микросхемы памяти названных серий имеют электрические характеристики, несовместимые с харак­теристиками микросхем других серий, что исключает их сов­местное применение. Для них характерен сравнительно высокий уровень энергопотребления при небольшой информационной ем­кости (табл. 2.1). Причем уровень потребляемой мощности не изменяется при переходе от режима обращения к режиму хра­нения. Выход у большинства микросхем построен по схеме с открытым эмиттером (ОЭ). Такой выход можно непосредственно подключать к информационной шине либо необходимо его нагру­зить внешним резистором 50 Ом, соединенным с источником напряжения — 2 В. Микросхемы памяти ЭСЛ-серий предназна­чены в основном для применения в быстродействующей аппара­туре в качестве регистров процессора (микросхемы с организацией 16X4, 64X8 и др.), сверхоперативной и буферной памяти (мик­росхемы с организацией 256X1, 256X4, 1К.Х1, 4КХ1, 1КХ4)