Курс лекций
.pdf1Министерство общего и технического образования Российской Федерации
Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения
Преподаватель: |
Курсанов Олег |
Инокентьевич |
|
Курс лекций по дисциплине
“СХЕМОТЕХНИКА”
Работу по набору выполнили Студенты группы 4843К:
-Тект и таблицы
-Схемы и графики
-Главный редактор
Байер А.И Воронин Д.Э Гаврилова О.А.
Санкт – Петербург
2001 год.
1. Системы элементов ЭВМ
!Определение:
Системы элементов- полный набор логических элементов объединенный общими конструктивными электрическими и техническими параметрами использующих одинаковые способы представления информации и предназначены для построения цифровых устройств.
1.1. Способ представления информации.
а) Положительное кодирование.
Область 1: S≤a , когда t≤t1, t≥t4;
Область 2: a<S<b, когда t1<t<t2 , t3<t<t4;
Область 3: S≥b, когда t2<t<t3.
Будем считать что, если сигнал будет больше или равно, то дадим ему значение 1. . Если сигнал будет меньше или равно, то-0
Если сигнал будет переходить из одного сигнала в другой, то это время называется время неопределенности.
Область 2 определяет быстродействие τ.
Этот способ обозначения “1” и “0” называется положительным кодированием.
b) Отрицательное кодирование.
Если сигнал больше или равен порогу b, то “0”, Если сигнал меньше или равен порогу b, то “1”.
1.2 Элементы Були и универсальных базисов.
Булевы базисы. Существуют три элемента:
-Отрицание (инверсия):
-логическое сложение (дизъюнкция):
-умножение (конъюнкция):
Универсальные базисы.
-базис Пирса
-базис Шеффера
1.3. Логические элементы интегральных схем.
Интегральная схема - микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигналов и имеющие высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов и кристаллов.
Логические элементы интегральных схем.
ТТЛ |
СЭТЛ |
ИИЛ |
НСТЛ |
МОП |
|
|
|
|
|
τ = 10-30 |
τ = 1-9 |
τ = 10-20 |
τ = 1-5 |
τ = 10-30 |
(Н СЕК) |
(Н СЕК) |
(Н СЕК) |
(Н СЕК) |
(Н СЕК) |
|
|
|
|
|
1.3.1 Схемы ТТЛ.
Схема элемента состоит из многоэмиттерного транзистора (МЭТ). На выходе реализуется функция И-НЕ.
Использование в элементах ТТЛ сложного инвертора позволяет существенно увеличить помехоустойчивость и, а также повысить быстродействие схемы.
Схема со сложным инвертором:
к выходу можно прицепить n=8-10 элементов, где n-нагрузочная способность.
За счет понижения напряжения на коллекторе Т1, Т2 закрывается.
Обозначение этой схемы
Для большой нагрузочной способности используют схемы с более мощным выходом:
Нагрузочная способность n=20 элементов.
Применение:
Используется следующим образом
1.3.2. О схемах ТТЛШ.
Наиболее эффективным способом повышения быстродействия схем ТТЛ является использование транзисторов Шотки.
Недостатком элементов ТТЛШ является их уменьшенная по сравнению с элементами ТТЛ помехоустойчивость.
Варианты обозначений:
1.3.3. Схема транзисторной логики со связанными
эммиторами (ЭСЛ).
ЭСЛ предназначены для применения в высокоскоростных средствах вычислительной техники и автоматики.
Достоинства ЭСЛ-схем обусловлены их схемотехникой, которая использует в качестве одного элемента транзисторной логики дифференциальный усилитель с транзисторами, работающими в ненасыщенном режиме.
Обязательные условия:
1.Rэ >> Rк
2.Uб>U0max
3.Uб<U1min
Эту схему можно обозначить:
a |
|
1 |
|
1 |
|
|
|||
b |
|
2 |
||
|
|
|
|
|
Для использования этой схемы, ставят эмиттерный повторитель:
1.3.4. Схема транзисторной логики с непосредственными
связями.
Эти схемы обладают очень низкой помехозащищенностью.
Если на а и b подать две единицы, то на Выходе будет “0”
1.3.5. Схемы ИИЛ.
В этой схеме используются как p-n-p, так и n-p-n переходы.
Эмиттерная область p-n-pтранзистора, называется
инжектором.
В этой схеме высокая плотность, так как в зтой схеме нет резисторов
1.3.6. МОП интегральные схемы.
Уникальное свойство МОП схемы - высочайшее входное сопротивление.
Входное сопротивление: 1010 – 1015 ом.
При высоком сопротивлении появляются паразитные токи. Паразительная емкость на высоких частотах начинает влиять на схемы.
Свойства полевого транзистора:
1.Сток и исток можно поменять местами.
2.Высочайшее входное сопротивление.
Паразитные емкости используются как запоминающие устройства. Базовые схемы:
1.схема инвертора: