6. Динамические параметры имс.

Динамические параметры определяются временными характеристиками ИМС.

Время задержки распространения сигнала (быстродействие) (рис. 2):

— интервал времени между сменой входного и выходного сигналов;

— длительность фронта и спада импульса сигнала.

Рис. 2

Максимальная частота переключения Fmax – частотный диапазон данного типа ИМС.

Энергия переключения (работа переключения) - . Данный параметр используется для сравнения ИМС различных технологий. Схематично процесс сравнения проводится по графику приведенному на рис. 3.

Рис. 3

Данный график позволяет сравнить различные типы ИМС, исходя из соотношения времени задержки распространения и потребляемой мощности.

7. Характеристики имс.

Амплитудная передаточная характеристика (рис. 4). В качестве примера приведена амплитудная характеристика для инвертирующего логического элемента U_ВЫХ = f(U_ВХ).

Рис. 4

Крутизна участка перехода характеризует быстродействие ИМС.

– логический переход, характеризует помехоустойчивость.

Входная характеристика (рис. 5) J_ВХ = f(U_ВХ) определяет нагрузочную способность по входу и режим работы входных линий связи ИМС.

Рис. 5

Выходная характеристика (рис. 6) U_ВЫХ = f(J_ВЫХ) определяет нагрузочную способность по входу.

Рис. 6

Характеристика импульсной помехоустойчивости (рис. 7) U_ПОМ = f(t_ПОМ) – зависимость допустимой амплитуды импульсной помехи от ее длительности. Эта характеристика определяет допустимые уровни импульсной помехи малой длительности.

I – зона допустимых; II – зона недопустимых импульсных помех

Рис. 7

При больших длительностях импульсной помехи, свыше t₂, динамическая помехоустойчивость приближается к статической. При очень малых длительностях t_{ПОМ.ИМП}< t₁ цифровая ИМС нечувствительна к амплитуде помехи.

В таблице 1 приведены основные сравнительные характеристики ИМС, которые широко используются в настоящее время.

Таблица 1.

		Pпот, мВт/ЛЭ	tр, нс/ЛЭ	Работа переключения	Fmax, МГц
ТТЛ	К155	10	10	100	до 35
ТТЛШ	КР531	19	3	57	до 125
	КР1531	4	2	8	до 130
	К555	2	9,5	19	до 45
	КР1533	1	4	4	до 100
ЭСЛ	К500	25	2	50	до 125
КМОП	564, К561	0,0025 на 1 МГц	45	0,1	до 10
	1564	0,0025 на 1 МГц	10	0,025	до 30
	1554	0,0025 на 1 МГц	3,5	0,008	до 125
НС КМОП	1544, 1594	0,0025 на 1 МГц	1	0,008	до 135
GaAs ПТШ	К6500	3…6	0,1	0,3…0,6	до 1000

8. Условное графическое обозначение ИМС.

9. Простейшие логические элементы(ЛЭ).

И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ. И-произведение, ИЛИ- сумма, НЕ – инверсия.

10. ЛЭ «Исключающее ИЛИ» и мажоритарный элемент.

Под функцией Исключающее ИЛИ понимается следующее: единица на выходе появляется тогда, когда только на одном входе присутствует единица. Если единиц на входах две или больше, или если на всех входах нули, то на выходе будет нуль.

С точки зрения математики, элемент Исключающее ИЛИ выполняет операцию так называемого суммирования по модулю 2. Поэтому эти элементы также называются сумматорами по модулю два. (В нем (=1) ТОЛЬКО ДВА ВХОДА!!!!)

Основное применение элементов Исключающее ИЛИ состоит в сравнении двух входных сигналов. В случае, когда на входы приходят две единицы или два нуля (сигналы совпадают), на выходе формируется нуль.

Мажоритарный элемент: >=2(обозначение). Функция – сумма трех произведений двух переменных.

Y=A*B+B*C+A*C

11. ЛЭ с открытым коллектором.

Для увеличения мощностных характеристик ЛЭ выходные каскады выполняются по специальным схемам. Одним из вариантов таких схем является каскад с открытым коллектором, в котором используются высоковольтные мощные выходные транзисторы. Это позволяет подключать к таким ЛЭ значительные нагрузки при повышенных напряжениях. Условное таких ЛЭ – ; если используются мощный выход с открытым коллектором, то добавляется символ ;

Наиболее важным свойством ЛЭ с открытым коллектором является возможность реализации с их помощью логических операций «монтажное ИЛИ» и «монтажное И».

12. ЛЭ с тремя состояниями.

ЛЭ с тремя состояниями может иметь на выходе сигналы: UВЫХ = U0; U1 ; Z (рис.18). Символ Z означает высокоимпедансное (большое сопротипление) состоя-ние (Z-состояние). Выход ЛЭ в данном случае имеет неопределенное состояние, называемое плавающим потенциалом. ЛЭ с тремя состояниями используются для реализации операции «монтажное ИЛИ» и имеют как правило повышенную нагру-зочную способность. ЛЭ с тремя состояниями имеют управляющий вход для пере-хода в Z-состояние, который обозначается ОЕ (Output Enable – выключение выхода). Графически такие элементы обозначаются символом [3].

Основное назначение ЛЭ с тремя состояниями – работа на шины, когда в каж-дый конкретный момент времени на шину подключается один источник информации, а остальные находятся в Z-состоянии. Для работы на шины выпускаются специальные схемы – шинные драйверы с Z-состоянием.