Презентация на тему Сандық логикалық элементтер

(ИМС) – бұл микроэлектронды бұйымдар, дискретті сигналдарды өзгерту және

өңдеу үшін арналған. Басқарылатын сигналдар түріне байланысты сандық ИМС-ті 3 топқа бөлуге болады: потенциалды, импульсті және импульсті-потенциалды.

қана потенциалдық сигналдар қолданып, импульсті сигналдар мүлде қолданбайды.
Импульсті сандық

ИМС-те тек импульсті сигналдар ғана қолданылып, потенциалдық сигналдар мүлде қолданылмайды. Мұндай жағдайда ИМС басқару импульс кезінде потенциалдың өзгеруінен жүзеге асады.

Бұл жағдайда оң және теріс белгілеулердің өзгерулері қолданылады.
Импульсті-потенциалдық ИМС-те потенциалды және импульсті сигналдар қолданылады. Бұл жағдайда кернеудің өзгеруін басқаратын импульсті кірістер кернеудің бағытының өзгеруі қисық сызықпен белгіленеді (/немесе\).

көрестілгендей (ТТ). ТТ-да жазылмаған параметрлерді қолдануға тыйым салынған, өйткені

жетілдіру кезінде өнімдер өзгеруі мүмкін. Логикалық элементтердің негізгі параметрлерге жатады:
логикалық функциялар жинағы;
ЖӘНЕ бойынша немесе НЕМЕСЕ бойынша кіріс саны;
шығыстағы тармақтану коэфиценті;
қоректенетін қуат;
динамикалық параметрлер:сигналды таратуды тоқтату және кіріс сигналының максималды жиілігі;

элементтер мен схеммалардың белгіленуі берілген. ЖӘНЕ бойынша немесе НЕМЕСЕ

бойынша кіріс саны 2-ден 16-ға дейінгі шекараға жатады. Егер де берілген кіріс саны жеткіліксіз болса, оларды арттыру үшін НЕМЕСЕ кеңейту интегралды схемалары қолданылады, оның белгіленуі ЛД.

Бұл кідіру тек қана сандық схемалардың тез қимылдауын анықтамайды,

бұл оның жұмыс атқаруын анықтайды. Кідіріс уақытын 0.5Uкіру және 0.5Uшығ дәрежесімен 12.1 суретте көрсетілгендей анықтау. Бұл жағдайда импульсті сигналдың алдыңғы фронтының кідірісі импульсті сигналдың артыңғы фронтынан ерекшеленеді нәтижесіде кірудегі импульстің ұзақтығы шығудағы импульстің ұзақтығынан қарағанда өте жақсы болады

логикалық ИМС элементтер жинағымен ерекшеленетін серияларға бөлінеді, қолданатын қуатпен,

динамикалық параметрлермен және т.б. ТТЛ-де (транзисторлі-транзисторлік логика) жасалған логикалық ИМС көптеген қолданыс тапты, ЭҚЛ (эмиттерлі-қосылған логика) және КМОП (комплементарлы МОП логика) технологиялар. Әр қайсы аталған технологиялар жетілдірілді, сондықтан ИМС-тің әр сериясында параметрлері ерекшеленетін түпсериялар бар.

транзистор қолданылады. VT1 көпэмитерлі транзисторымен И-НЕ логикалық элементінің сызбасы

12.2 суретте көрсетілген. Көпэмитерлі транзистор (КЭТ) жай транзистордан ерекшеленеді, себебі бірнеше эмитері қолданылады, сондықтан арасында тікелей әсер ету мүмкін емес. Соның нәтижесінде эмитерлер базасының ауысуы МЭТ паралелді қосылған диодтар ретінде қарастыруға болады

VT2 екінші транзистор ЖОҚ функциясын орындайтын сигналдың инверторы болып табылады. Егер де тек бір МЭТ эмитерге төмен дәреже берілсе, VT1 коллекторының дәрежесі жоғары және VT1 базасының тоғы нөлге тең болады. VT1 коллекторында кернеу төмен дәрежеде болу үшін, МЭТ барлық эмитерлерге жоғары дәреже беру керек. Осы алгоритмге байланысты өте ерте серияларда ЖӘНЕ-ЖОҚ функциясы орындалады.

12.2. сурет 2И-НЕ (ТТЛ) логикалық элементінің жеңілдетілген схемасы.

инвертор қолданылды, ал МЭТ өнімділігі үшін Шотки диодтары қолданылған,

түзі бағыттағы кіші кернеудің азаюымен. (ТТЛШ).
ТТЛ технологиясымен ИМС-тің алғашқы құраушысы Texas Instruments фирмасы болған, SN74 сериялы ИМС-ті шығарған. Бұл серияның келесі жаңартуы жылдамдықты арттыру мен қуатты жұмсауды азайту үшін бағытталды. 12.2 кестеде отандық микросхемалар мысалға алынған және олардың әр түрлі SN74/54 микросхемаларына серияларына сәйкес болуы келтірілген.

Белгілер: L (low) — аз қуатты серия, H (high) — тез қимылдаушы серия, LS (low, Shottky) — аз қуатты Шотки диодымен, S (Shottky) — Шотки диодымен, ALS — Шотки диодымен ерекшеленген, F (fast) — өте тез қимылдаушы.

жеңілдетілген схемасы 12.3. суретте көрсетілген.

эмитерлі қайталағыш VТ4 транзисторында орындалған.
Шығыс сигналды инверсивті ДУ

шығысында аулауға болады, ол 12.3. суретінде көрсетілген.

и және орын ауыстырудың Eсм бастауы қолданылады. Дифференциалдық күшейткіштің

барлық кірістері Rб резисторына жалғанаған болатын, соның нәтижесінде ИМС-тің қолданбайтын бөліктерін қосылмаған күйде қалдыруға болады.

Суретте 2НЕМЕСЕ-ЖОҚ (ЭҚЛ) логикалық элементінің жеңілдетілген сызбасы

күйде құралған МОП транзисторларындағы басты схемалар қолданылады. 12.4 суретінде

КМОП технологиясымен құралған И-НЕ логикалық элементі көрсетілген. Бұл сызба Т1, Т3 және Т2, Т4 транзисторларындағы екі топ бастаудан құралған. Әр топ бір Х1 немес Х2 сигналымен басқарылады.

мүмкіндігі мен жоғары тез қимылдау кедергісін сақтау болып келеді.

Осындай ИМС-тің қорегі +5...+15В кернеуден бастау алады. Алғашқы CD4000 сериялы ИМС КМОП 1968 жылы RCA фирмасында шығарылды. Кейіннен бұл фирма өзгертілген CD4000A және CD4000B сериялы ИМС-ті шығарды. Негізгі ИМС КМОП серияларының отандық аналогтары мен құрастырушы фирмалары 12.5 кестеде көрсетілген. ИМС ТТЛ-мен салыстырғанда КМОП микросхемаларының келесі артықшылықтары бар:

(статикалық режимде қуат 1 мкВт-тан аспайды. Қоректенетін кернеу үлкен

диапазонды (3-тен 15 В-қа дейін); • кіріс кедергісі өте үлкен (1МОм-нан үлкен); • жүктемелік мүмкіндігі үлкен (тармақтану коэфиценті 50-ден астам); ИМС КМОП-ның кемшіліктеріне жатады: • кідіріс мезеті үлкен (100нс-қа дейін); • кіріс кедергісінің артуы ( 1 кОм-ға дейін); • барлық параметрлердің түбірлі өзгерісі;