Логічні елементи (стр. 2 из 2)
Рспср=0,5 (Р0 сп+Р1 сп),
де Р°сп – потужність споживана мікросхемою при вихідному стані
Р1сп – потужність споживана мікросхемою при вихідному- стані "1".
ЛЕ із зростаючим споживанням в динамічному режимі крім статичної середньої потужності характеризуються потужністю, споживаною на максимальній частоті перемикання. Прикладом таких мікросхем є мікросхеми КМОП, які споживають мікроамперні струми живлення, коли нема перемикаючих сигналів.
Допустима границя статичної завадостійкості ЛЕ обмежує рівень вхідної напруги, яка ще не викликає випадкового спрацювання.
В статичному режимі розрізняють статичну завадостійкість по низькому U0ЗВ і високому U1ЗВ рівнях. Значення U0ЗВ і U1ЗВ визначать з допомогою перехідних характеристик. Параметр U1ЗВ визначається, як різниця мінімальної напруги високого рівня U1ВХmin і напруги в точці перегину верхньої кривої. Параметр U0ЗВ визначається як різниця напруг в точці перегину нижньої кривої і максимальної напруги низького рівня U0ВXmax.
Для більш повної оцінки завадостійкості схеми одночасно з статичною необхідно враховувати динамічну завадостійкість. Завадостійкість в динамічному режимі залежить від тривалості, амплітуди і форми сигналу завади, а також від запасу статичної завадостійкості і швидкості перемикання ЛЕ.
Коефіцієнт розгалуження по виходу КРоз (навантажувальна здатність) визначає число входів аналогічних елементів, які можуть бути без порушення працездатності під'єднані до виходу попереднього ЛЕ. При збільшенні навантажувальної здатності розширяються можливості застосування цифрових мікросхем і зменшується число корпусів мікросхем в пристрої. Але при цьому погіршуються деякі параметри цифрових інтегральних схем: знижується швидкодія і завадостійкість та зростає споживана потужність.
Коефіцієнт об'єднання по входу Коб визначає максимальне число входів цифрових мікросхем. Розрізняють коефіцієнти об'єднання по входу І КобІ та по входу АБО КобАБО. Для збільшення числа входів в окремих ЛЕ, які входять в серію, передбачають спеціальні входи для організації схеми розширення (точніше, нарощування числа входів), При цьому в серію цифрових мікросхем вводиться схема розширювача.
Рис. 4 функціональна схема мікросхеми К155ЛАЗ.
Технічні характеристики мікросхеми К155ЛАЗ.
Uж = +5V ± 5% kроз = kОб = 10
I0Вих = 16mA U0Вих = 0,4 V
I1Вих = -0,8mA U1Вих = 2,4 V
I0Вх = -1,6mA U0Вх = 2 Vmin
I1Вх = 40µA U1Вх = 0,8 Vmax
I1,0Зат = 15ns t0,1Зат = 22 ns
Контрольні запитання
булева логіка біполярний транзистор
1. Які сигнали називаються потенціальними, а які імпульсними?
2. Які основні параметри інтегральних схем серії TTL?
3. Як визначити середній час затримки розповсюдження ЛЕ?
4. Як визначити завадостійкість ЛЕ?
5. Що таке коефіцієнт об’єднання по входу і коефіцієнт розгалуження по виходу і як вони впливають на можливості застосування цифрових мікросхем?
6. Як працює базовий TTL – елемент?
7. Які основні особливості елеентів TTL і як вони впливають на навантажувальну здатність TTL – схем?
8. Яка функція називається Булевою?
9. Які основні функції двох змінних в алгебрі Буля?
10. Що таке базис функції?
11. Навести приклад поняття додатньої і від’ємної логіки.
Контрольні ВІДПОВІДІ
1. Сигнали, що визначаються рівнем напруги називаються потенціальними, а схеми, що їх використовують - потенціальними логічними схемами. Логічним змінним можуть відповідати також наявність або відсутність тактового імпульсу у визначені моменти часу. Такі сигнали і логічні схеми, що їх використовують, називають імпульсними.
2. Елементи ТТЛ характерні тим, що вхідне коло елементів виконується на основі багато-емітерного транзистора по схемі з спільною базою, який має низький вхідний опір. Також стум і напруга.
3. Час затримки розповсюдження t ЗТРСР = 0,5 (t1,0ЗТР + t0,1ЗТР ) є усередненим параметром швидкодії, що використовується при розрахунку часових характеристик послідовно включених цифрових мікросхем. В довідникових даних найбільш часто приводяться наступні динамічні параметри цифрових мікросхем: t1,0зт, t0,1зт, t1,0зтр, t0,1зтр.
4. В статичному режимі розрізняють статичну завадостійкість по низькому U0ЗВ і високому U1ЗВ рівнях. Значення U0ЗВ і U1ЗВ визначать з допомогою перехідних характеристик. Параметр U1ЗВ визначається, як різниця мінімальної напруги високого рівня U1ВХmin і напруги в точці перегину верхньої кривої. Параметр U0ЗВ визначається як різниця напруг в точці перегину нижньої кривої і максимальної напруги низького рівня U0ВXmax.
5. Коефіцієнт розгалуження по виходу КРоз (навантажувальна здатність) визначає число входів аналогічних елементів, які можуть бути без порушення працездатності під’єднанні до виходу попереднього ЛЕ. Коефіцієнт об'єднання по входу Коб визначає максимальне число входів цифрових мікросхем. Розрізняють коефіцієнти об'єднання по входу І КобІ та по входу АБО КобАБО.
6. Даний елемент реалізує функцію "І-НІ в додатній логіці і функцію "АБО-НІ у від'ємній логіці, причому на транзисторах VТ2–VТ4 реалізовано складний інвентор, який здійснює операцію "НІ".
7. Таке схемне рішення дозволило забезпечити високу навантажувальну здатність, достатню швидкодію і завадостійкість схеми, оскільки струм в закритому стані схеми створюється малим вихідним опором емітерного повторювача, зібраного на транзисторі VТЗ. а у відкритому стані струм, що поступає в схему, забезпечується малим вихідним опором відкритого транзистора VТ4.
8. Логічна функція число можливих значень якої і кожної її незалежної змінної дорівнює двом називається Булевою.
9. Є такі основні функції двох змінних: мінтерм, макстерм. Мінтерм – це функція n змінних, яка дорівнює 1 при одному наборі. Макстерм – це функція n змінних, яка дорівнює 0 при одному наборі.
10. Система функцій, суперпозицією яких може бути представлена будь - яка булева функція називається функціонально повною, вона утворює базис.
12. Від’ємна логіка відрізняється кількістю операцій. Вона збільшена на 2 операції,також деякі операції замінено іншими операціями