Тема 4. Реализация логических функций с помощью интегральных микросхем.

1 . Основные характеристики и параметры интегральных микросхем .

2. Диодно- транзисторные логические элементы.

3. Транзисторно-транзисторные логические элементы.

4. Элементы интегральной инжекционной логики.

5. Логические элементы на полевых МОП- транзисторах.

6. Логические элементы на комплементарных КМОП- транзисторах.

7. Транзисторные логические элементы со связанными эмиттерами.

Методические разработки

Реализация логических функций в настоящее время чаще всего выполняется но интегральных элементах. Цифровые интегральные элементы имеют неоспоримые преимущества перед элементами "обычного" исполнения. Это и малые массогабаритные показатели, малая потребляемая мощность, высокая степень интеграции диодов и транзисторов на кристалле, технологичность изготовления. Однако применение цифровых интегральных элементов требует учета ряда особенностей, таких как высокий разброс параметров применяемых элементов, наличие паразитных емкостей, практическая невозможность реализации индуктивностей и емкостей в интегральном исполнении. Эти особенности весьма часто приводят к специфическим схемным решениям цифровых устройств. Заметим также, что в интегральной схемотехнике широко применяются транзисторы обратной проводимости типа n - р - n и полевые транзисторы.

Изучение схем логических элементов целесообразно вести в той последовательности, которая приведена в настоящих методических разработках.

Вначале необходимо выяснить вид логики - положительная или от-рецательная, какие уровни напряжения соответствуют логическому нулю и логической единице, а затем изучать принцип работы схемы. Комбинационные цифровые устройства чаще всего синтезируются на основе таблицы состояний. Таблица состояний служит основой для записи логического алгоритма в аналитической форме. Затем осуществляется минимизация логической формулы. По полученной логической формуле строится принципиальная схема. Естественно нужно четко усвоить и помнить назначение каждого из рассматриваемых цифровых устройств.

Вопросы для самопроверки

1. Что понимается под положительной и отрицательной логикой?

2. Какое распределение потенциалов на базе, эмиттере и коллекторе соответствует открытому состоянию транзистора типа п-р-п и транзистору типа р-п-р?

3. Какую роль играют входные диоды в схемах диодно-транзисторной логики?

4. Объясните, для чего в транзисторно-транзисторной логике применяется сложный инвертор.

5. Нарисуйте принципиальную схему логического элемента И-НЕ на основе интегральной инжекционной логики.

6. Объясните принцип действия полевого транзистора с индуцированным каналом n-типа.

7. Какие достоинстве имеют логические элементы, построенные на основе комплементарных транзисторов?

8. Нарисуйте схему переключателя тока на биполярных транзисторах.

9. Какую функцию в цифровой автоматике играют мультиплексоры и демультиплексоры?

10. Какая принципиальная разница между полусумматором и сумма-тором?

11. Что такое компаратор? Какие виды компараторов вы знаете?

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫУПРАВЛЕНИЯ (МПСУ)