Характеристики и параметры логических ИМС

ТЕМА №1.2 ЦИФРОВЫЕ ИМС. КЛАССИФИКАЦИЯ, МАРКИРОВКА. ОСНОВНЫЕ СЕРИИ.

ЛЕКЦИЯ №17

 

По виду схематической реализации основных логических операций различают следующие типы логических ИМС:

ТЛНС (или-не) – транзисторная логика с непосредственной связью между логическими элементами. Отличаются быстродействием, но низкой помехоустойчивостью, малая нагрузочная способность.

РТЛ – резистивно-транзисторная логика, увеличивается помехоустойчивость, выравниваются входные сопротивления транзисторов, но уменьшается быстродействие (серии 113, 114, 201, 205)

РЕТЛ – резистивно-емкостная транзисторная логика

Однако резисторы и конденсаторы занимают большуюплощадь, поэтому в полупроводниковых БИС ИМС они оказались бесперспективными.

ДТЛ (и-не) – диодно-транзисторная логика. Диодные цепи реализуют функцию «И», а транзисторы инвертируют. Таким образом выполняется функция И-НЕ. В связи с большим количеством диодов, а также большой занимаемой площадью полупроводникового кристалла перешли к К2ЛБ172

ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика с использованием многоэмиттерных транзисторов И-НЕ серии 133, 135, 136.

 

 

Мало места, но работая в режиме насыщения транзисторы медленно переключаются.

ТЛПТ – транзисторная логика на переключателях тока

ТЛЭС – транзисторная логика с эмиттерными связями

МДПТЛ – транзисторная логика на МДП-транзисторах

Полевые транзисторы имеют большое входное сопротивление, поэтому транзисторы последующих каскадов не оказывают шунтирующего действия на выходное сопротивление предыдущих элементов схемы. Этим объясняется высокая нагрузочная способность логических ИМС на МДП-VT (Краз>10…20) Краз – коэффициент разветвления по выходу. Серия 178, К11, К147 и др.

 

 

Важнейшими характеристиками логических ИМС являются входные и передаточные. Входные характеристики представляют собой графические зависимости Iвх=f(Uвх), переходные Uвых=f(Uвх) – зависимость Uвых от напряжения одного из входов, при определенном постоянном напряжении на остальных входах.

			Uвх

 

Входная характеристика Выходная характеристика

 

2- ИМС с инвертированием 1- ИМС без инвертирования

Статические параметры:

- U источника питания (Uип)

- Входное (U⁰вх) и выходное (U⁰вых) напряжения логического нуля

- Входное (U¹вх) и выходное (U¹вых) напряжения логической единицы

- Входной (I⁰вх, I¹вх) и выходной (I⁰вых, I¹вых) токи логического нуля и единицы

- Краз – коэффициент разветвления по выходу, определяющий число входов ИМС нагрузок, которые можно подключить к выходу данной микросхемы (нагрузочная способность ИМС)

- Коб – коэффициент объединения по входу, определяющий число входов ИМС, по которым реализуется логическая функция.

- Допустимое напряжение статистической помехи Uп – характеризует способность ИМС противостоять воздействию мешающего сигнала, длительность которого значительно превосходит время переключения ИМС

- Средняя потребляемая мощность.

Ø мощные 30-300 мВт

Ø средней мощности 3-30 мВт

Ø микромощные 1мкВт-300 мкВт

Ø нановатные Рпот<1мкВт

 

Динамические параметры:

- время перехода из состояния логического нуля в состояние логической единицы t^0,1

- время задержки распространения сигнала при выключении мс t^0,1зд.р

- время перехода из состояния логической единицы в состояние логического нуля

- время задержки распространения сигнала при включении ИМС t^1,0зд.р

- среднее время задержки распространения сигнала, определяемое по формуле:

q сверхбыстродействующее tзд.р.ср<10 нс

q быстродействующие 10 нс<tзд.р.ср<30 нс

q среднего быстродействия 30 нс<tзд.р.ср<300 нс

q малого быстродействия tзд.р.ср>300 нс