Параметры логических элементов

К параметрам, характеризующим логические и схемотехничес­кие возможности ЛЭ микросхем и больших интегральных схем (БИС), относятся: — реализуемая логическая функция; — нагрузочная способность n, характеризующая возможность под­ключения определенного числа идентичных ЛЭ;— коэффициент объединения по входу m (m и—для реализации логической функции И; m или — для реализации логической функ­ции ИЛИ); — средняя задержка передачи сигнала tср (полусумма времени задержек передачи сигналов 1 и 0 со входа ЛЭ на его выход);—предельная рабочая частота fр (частота переключения тригге­ра, составленного из рассматриваемых ЛЭ);— помехоустойчивость;— потребляемая мощность. По виду реализуемой логической функции ЛЭ условно могут быть разбиты на два класса. К первому классу относятся функци­ональные элементы одноступенчатой логики. Это простейшие ЛЭ, реализующие функции И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ—НЕ. Ко вто­рому классу относятся функциональные элементы двухступенча­той логики, реализующие более сложные функции: И—ИЛИ, ИЛИ—И, НЕ—И—ИЛИ, И—ИЛИ—НЕ, И—ИЛИ—И и др. Нагрузочная способность ЛЭ n определяет число входов иден­тичных элементов, которое может быть подключено к выходу каж­дого из них. При этом обеспечивается неискаженная передача двоичных символов 0 и 1 в цифровом устройстве по цепи из произвольного числа последовательно включенных элементов при наи­худших сочетаниях дестабилизирующих факторов. Дестабилизиру­ющими факторами могут быть: изменение питающих напряжений, разброс параметров компонентов, изменение температуры и т. п. Часто нагрузочная способность n называется коэффициентом разветвления элементов по выходу и выражается целым положи­тельным числом (n =4, 5, 7, 10 и т. д.). Чем выше нагрузочная способность ЛЭ, тем шире их логические возможности и тем меньше затраты при построении цифрового устройства. Однако увеличение параметра n возможно до определенных пределов, по­скольку при этом ухудшаются другие параметры ЛЭ: снижается быстродействие, ухудшается помехоустойчивость и увеличивается потребляемая мощность. По этой причине в состав одной серии ИМС часто входят ЛЭ с различной нагрузочной способностью: ос­новные ЛЭ с n =4...10 и буферные элементы—так называемые усилители мощности с n =20...50. Это позволяет более гибко про­ектировать цифровые устройства, достигая оптимальных показате­лей по потребляемой мощности и числу ЛЭ. В зависимости от частного диапазона работы логических МДП-микросхем их нагрузочная способность может изменяться в широ­ких пределах (n = 10... 100). Коэффициент объединения по входу m характеризует макси­мальное число логических входов функционального элемента. С увеличением параметра m расширяются логические возможности микросхемы за счет выполнения функций с большим числом аргу­ментов на одном типовом элементе И—НЕ, ИЛИ—НЕ и т. п. Од­нако при увеличении числа входов, как правило, ухудшаются дру­гие параметры функционального элемента, такие как быстродей­ствие, помехоустойчивость и нагрузочная способность. С точки зрения возможности увеличения коэффициента объеди­нения по входу И или по входу ИЛИ логические схемы существен­но отличаются друг от друга. В существующих сериях интегральных микросхем основные логические элементы выполняются, как правило, с небольшим чи­слом входов (m и =2...6, m или=2... 4). Увеличение числа входов m обеспечивается за счет введения в серию ЛЭ специального логи­ческого расширителя.

Мы поможем в написании ваших работ!