Основные характеристики и параметры логических элементов

Kazakh American University Hand out Основы электронной и измерительной техники РЭиТ Л13–14Логические и линейные интегральные схемы. Транзисторная логика. Схемы с инжекционным питаниемПолупроводниковые интегральные схемы памяти. Ассоц. проф. Насохова Ш.Б..

Логические линейные интегральные схемы

Логическими элементами (ЛЭ) называют электронные схемы, выполняющие логические операции с цифровыми сигналами. Основными логическими операциями являются: логическое отрицание (инверсия, операция НЕ), логическое сложение (дизъюнкция, операция ИЛИ) и логическое умножение (конъюнкция, операция И). Комбинация логических операций НЕ и ИЛИ позволяет осуществить более сложную операцию ИЛИ–НЕ. Сочетание операций НЕ и И приводит к логической операции И–НЕ. Логическую операцию НЕ осуществляет электронный ключ. Логический элемент, выполняющий эту операцию, называется инвертором.

Логический элемент — часть электронной логической схемы, которая выполняет логические операции конъюнкции, дизъюнкт и инверсии.
Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, один или несколько входов и только один выход. На вход подается сигнал (1) или не подается (0). На выходе получается результат выполнения логической операции: 1 — есть сигнал, 0 — нет сиг- нала.
Основой для построения ЛЭ являются электронные ключи.

На рис.а показан пример упрощенной ключевой схемы. Для ключа характерны два устойчивых состояния: «включено» и «выключено».

В состоянии «включено» (ключ замкнут) через ключ течет ток 1, и напряжение на выходе равно нулю, в состоянии «выключено» (ключ разомкнут) ток через ключ не протекает и напряжение на выходе равно Е.

В современных ИС роль ключа выполняет активный элемент (АЭ) – биполярный или полевой транзистор (рис. б), к выходу которого подключается внешняя нагрузка R_H. Под воздействием управляющего сигнала транзистор запирается или отпирается, что соответствует размыканию или размыканию ключа. В открытом состоянии транзистор обладает некоторым небольшим внутренним сопротивлением R_i и на выходе устанавливается низкое напряжение U⁰= E R_i/ (R + R_i). В закрытом состоянии устанавливается высокое напряжение U¹ = Е R_Н/ (R + R_H).

Характеристикой ЛЭ является передаточная характеристика, она представляет зависимость выходного напряжения от напряжения на одном из входов при постоянных напряжениях на остальных входах.

Транзисторная логика с непосредственными связями

Транзисторная логика с непосредственными связями (ТЛНС) основана на параллельном соединении транзисторных ключей с общей коллекторной нагрузкой (рис. ) Управляющие сигналы Х₁, и Х₂ подаются на базы транзисторов VT₁ и VT₂ с коллекторов предыдущих ЛЭ и имеют размах от до уровня

Если на входы Х₁, и Х₂ поданы сигналы то транзисторы VT₁и VT₂ заперты, ток от источника Е_к течет через резистор R_к в базовую цепь транзистора VТ_З и на выходе ЛЭ устанавливается напряжение

Серьезным недостатком рассмотренной схемы является неравномерное распределение токов между базами нагрузочных транзисторов, что делает работу схемы ненадежной. Чтобы выровнять базовые токи в базовые цепи включают резисторы с сопротивлением порядка сотен Ом. При этом уровень логической единицы возрастает до 1,5...2 В. Такая схема называется транзисторной логикой с резистивной связью (РТЛ).

Включение резисторов в базовые цепи делает схему менее быстродействующей, так как при этом увеличивается длительность фронта в транзисторном ключе. Повысить быстродействие удается путем включения конденсаторов, шунтирующих базовые резисторы. Такая схема называется транзисторной логикой с резистивно-емкостной связью (РЕТЛ).

Основные характеристики и параметры логических элементов

Важнейшей характеристикой ЛЭ является передаточная (статическая) характеристика:зависимость выходного напряжения от входного U₀= f(U_I). Вид характеристики зависит от типа ЛЭ и может изменяться при воздействии дестабилизирующих факторов (температуры, напряжения питания, числа нагрузок и др.).

К основным параметрам статического режима работы, определяющим помехоустойчивость, нагрузочную способность (коэффициенты объединения по входу М и выходу N), потребляемую мощность при заданном напряжении питания микросхем, относятся:

выходные напряжения высокого и низкого уровней U_OH, U_OL;

входные и выходные токи высокого и низкого уровней I_IH, 1_1L, I_OH, I_OL;

Glossary:

ENGLISH	RUSSIAN	KAZAKH
	Транзистор	Транзистор
NAND gate	Логический элемент	Логикалык элемент
transistor logic	Транзисторная логика	Транзисторлы логика
The scheme of inclusion	Схема включения	Қосу сұлбасы

Тема СРС и СРСП:

1 Расчет элементов дифференциальных каскадов. (5), с.174-181 Реферат (10-12)

2 Измерение нелинейных искажений в радиоустройствах. (4), с149-17презентация в Powerpoint

9. Список основной литературы:

1. Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основымикроэлектроники . Учебник для вузов. – Изд. Лань, 2008 – 384с.

2. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. Учебник для вузов. – 5 –е издание. – СПб: «Лань», 2001. – 480с.

3. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. – СПб: КОРОНА принт, Бином Пресс, 2006. – 416с.

4. Лачин В.И., Савельев Н.С. Электроника: Учебное пособие. – Ростов на Дону: Феникс, 2000. – 448 с.

5. Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов В.Т. Электронные приборы. Учебник для вузов. – М., Лайт ЛТД, 2000. – 416с .

Список дополнительной литературы:

1 Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. – 488 с.

2 Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств. – М.: Додэка – XXI, 2001. – 368 с.

3 Гук М. Аппаратные средства IBM PC – СПб.: ПИТЕР, 2004. – 816 с.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 771; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!