(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

пьшим числом входов (т =2-4- 6). С целью увеличения коэф-с 11 нта т применяют схему логического расширителя, подключе-фйИие p0g к основным элементам ИЛИ - НЕ, И - НЕ позволяет 1,06 ичить коэффициент т до 10 и более. Функцию логического расши-УвеЛ я в схемах, например И - НЕ ДТЛ, выполняют дополнитель-Рите яИОды, подключаемые параллельно основным диодам элемента И' рис 3.33, ),

Бы стродеиствие характеризует время реакции логичес-элемента на изменение сигналов на входах. К° Показателем быстродействия логических микросхем является среднее время задержки прохождения сигнала через элемент:

*в.о = (#+Г)/2, (3.70)

где I* - задержка переключения из состояния 0 в состояние 1 ; f - задержка переключения из состояния 1 в состояние 0 .

Логические микросхемы подразделяются на сверхбыстродействующие (tax < 0,01 мкс), быстродействующие (4.с < 0,014- 0,03 мкс), среднего быстродействия (t3.c < 0,034- 0,3 мкс), низкого быстродействия (4.с > 0,3 мкс).

Существенным параметром логических элементов является также потребляемая мощность от источника питания -jrEK. В зависимости от типа (серии) мощность, потребляемая логической микросхемой, составляет 250 мВт - 1 мкВт. Ее обычно определяют по средней мощности, потребляемой элементом в состояниях 0 и 1 . Потребляемая мощность связана с быстродействием микросхем. В частности, микросхемы, потребляющие большую мощность, отличаются, как правило, и высоким быстродействием.

Снижение потребляемой мощности при сохранении высокого быстродействия является одной из важнейших задач микроэлектроники. Имеются два пути ее решения. Первый путь предполагает снижение мощности за счет уменьшения токов и напряжений питания. По такому пути идет развитие микросхем на биполярных транзисторах. Второй путь связан с созданием логических элементов, потребляющих мощность только в режиме переключения и не потребляющих ее в статических состояниях ( 0 , 1 ). Такие элементы основываются на применении дополняющих МДП-транзисторов (см. § 3.11).

Помехоустойчивость характеризует меру невосприим чивости логических элементов к изменению своих состояний под воз-Действием напряжения помех. Помехи, действующие на входе логической микросхемы, подразделяются на статические и импульсные (статическая и импульсная помехоустойчивость). Статическими называют помехи, напряжение которых остается постоянным в течение еРемени, значительно превышающего длительность переходных провесов в схеме. Причиной их появления являются падения напряжения в проводниках, соединяющих микросхемы в устройстве. Статическая помехоустойчивость характеризуется максимальным напряжением по-Мехи С/ .стат, которое может быть подано на вход логического эле-Мента, не вызывая при этом его ложного срабатывания.



Импульсные помехи обусловливаются различными наводка соседних работающих установок. По аналогии со статической по устойчивостью импульсная помехоустойчивость характеризуете пряжением импульса 11а.и, величина которого зависит от фор^ длительности импульса.

К действию помех наиболее чувствительны микросхемы, имею низкий перепад логических уровней. На помехоустойчивость ok вают влияние вид схемы, режим работы транзисторов, напр я источников питания и т. д.

Для уменьшения влияния помех необходимо рационально ко; новать корпусы микросхем на печатных платах, осуществлять е ветствующие развязки по целям напряжений питания, а в не кото случаях экранировать цепи связи между элементами или очделы блоки.

§ З.И. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Из полевых транзисторов наибольшее применение при создан) логических элементов получили МДП-транзисторы с индуцирование каналом. Это объясняется одинаковой полярностьк) напряжен|й требуемых для управления и питания (£/с.и) этих транзистор

и, следовательно, простым решением задачи последовательного coejj нения элементов на их основе i

Логические элементы на МДП-трэнзистор?х обладают рядом .q щественных преимуществ по сравнению с элементами на биполярна? транзисторах. Благодаря высокому входному сопротивлению А1Д транзисторов логические элементы на их основе обладают высок нагрузочной способностью (п> 10- 20).

Технология получения МДП-транзистора проще, чем биполя ного. К тому же в качестве пассивного элемента - резистора - здее используют сопротивление проводящего канала МДП-транзистор, Это позволяет выполнять логические МДП-микросхемы на базе тол1 ко транзисторных структур, что еще более упрощает и удешевляй их технологию по сравнению со схемами на биполярных транзисторах. ,<

В кристалле полупроводника МДП-транзистор занимает меньше места, чем биполярный. Поэтому МЦП-транзисторы позволяют соз- лэвать микросхемы с высокой степенью интеграции для решения бо-; лее сложных функциональных задач. Ч'

К числу преимуществ логических микросхем на МДП-транзистс* pax следует отнести также возможность создания элементов с низкой, (менее 1 мкВт) потребляемой мощностью. Недостатком этих микросхем является меньшее быстродействие по сравнению со схемами на бипо-; ляриых транзисторах.

Логический элемент НЕ. Логический элемент НЕ - инвертор, (рис. 3.36, а) - представляет собой, как известно, схему каскада с ключевым режимом работы транзистора. В интегральных микросхемах на МД11-транзисторах функцию нагрузки выполняет также



лплранзистор. На рис. 3.36, б - г приведены схемы элемента НЕ МДП тРанзистоРах нашеДшие наибольшее практическое приме-113 ие- Транзистор 7\ в схемах является управляющим, а транзистор £еН нагрузочным.

Схемы рис 3.36, б, в выполнены на МДП-транзисторах с инду- оованным каналом р-тмпа. В схеме рис. 3.36, г применены транзистор Ту с индуцированным каналом р-типа и транзистор Тн с ин-3 цИр0ванным каналом л-типа (схема на дополняющих МДП-fp а а з и с т о р а х ). Напряжение питания схем имеет отрицательную полярность, в связи с чем состоянию логической 1 (F = I) здесь соответствует отрицательный потенциал еыходной шины ( отрицательная логика ). Логическому О отвечает близкое к нулю выходное напряжение. Аналогично характеризуется и сигнал, обусловливающий управление схемой. Укажем параметры сигнала, управляющего /уЩП-транзистором с каналом р-типа. Чтобы транзистор был закрыт, напряжение иш лолжно быть меньше порогового напряжения Uпор. При этом через транзистор протекает небольшой остаточный ток.

-0-F


-*-F

-f 0-r h

-0-er

Z0-Vt


Рис. .3.36. Условное обозначение логического элемента НЕ (а); схема логического элемента НЕ на однотипных МДП транзисторах (б)\ схема логического элемента НЕ на однотипных МДП-транзисторах с дополнительным источником питания (в); схема логического элемента НЕ на дополняющих МДН-гранзнсторах (г) и его временные диаграммы (д)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.