Доклад: Интегральные микросхемы серии 500
Серия 500 является системой быстродействующих логических запоми нающих и специальных элементов ЭСЛ-типа.
Интегральные микросхемы серии 500 предназначены для применения втехнических средствах и используются для построения быстродействующихустройств (процессоры,каналы,устройства управления оперативными ивнешними ЗУ и т.п.) Единой Системой ЭВМ.
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭСЛ ТИПА.
ИМС серии 500 обладают рядом положительных качеств, которыеобеспечивают их оптимальное использование в быстродействующей цифро вой аппаратуре:
1) высоким быстродействием;
2) широкими логическими возможностями;
3) постоянством потребления мощности при повышении частоты;
4) большой нагрузочной способностью;
5) постоянством тока потребления от источника основногонапряжения;
6) малой критичностью динамических параметров к технологиипроизводства;
7) хорошим соотношением фронта сигнала к его задержке;
8) высокой стабильностью динамических параметров в диапазонерабочих температур и при изменении напряжения электропитания;
ОПИСАНИЕ БАЗОВОГО ЭЛЕМЕНТА
Повыходу У1 реализуется функция "И-НЕ" (инверсный выход), по выходу У2реализуется функция "И" (прямой выход). Схема элемента состоит из то кового переключателя,содержащего две ветви: первая ветвь на транзис торах Т1,Т2; вторая - на транзисторе Т3. Мощность токового переключа теля равняется 10 мВт.
Логические уровни "0" и "1" - 0,8 и 1,6 В соответственно.
ПРИНЦИП РАБОТЫ БАЗОВОГО ЭЛЕМЕНТА
Случай 1: На все входы элемента одновременно подаются сигналы
соответствующие логической единице, транзисторы Т1 и Т2 закрываются,а транзистор Т3 открывается, так как напряжение на его базе выше, чемна базах транзисторов Т1,Т2, и через него проходит ток, задаваемыйсопротивлением Rо. Этот ток, уменьшенный на значение тока базы тран зистора Т3, создает на сопротивлении Rк2 падение напряжения,равное-0,8 В. С учетом падения напряжения на переходе база-эмитер транзис торов эмитерных повторителей Uбэо=-0,8 В получим на прямом выходе-1.6 В, а на инверсном выходе - 0,8 В .
Случай 2: На один вход элемента, например вход 1, подается сиг нал, соответствующий логическому нулю, транзистор Т1 открывается, атранзистор Т3 закрывается. В этом случае на прямом выходе У2 уровеньнапряжения будет -0,8 В, а на инверсном -1,6 В.
ОПИСАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Транзисторы элемента работают в диапазоне от -1,3В до -0,3В. Вактивной области меньше -1,3 В транзисторы работают в отсечке, выше-0,3 В входят в режим насыщения.Транзисторы работают в ненасыщенномрежиме, благодаря чему из задержек переключения исключается рассасы вание заряда в транзисторе, увеличивается скорость переключения изодного логического состояния в другое. Порог переключения элементасоставляет -1,2 В. Выходные эмиттерные повторители обеспечивают малоевыходное сопротивление микросхемы, что удобно при согласовании эле ментов в процессе построения многокаскадных схем. Сопротивление Rк1=365 Ом выбрано меньше сопротивления Rк2 = 416 Ом из-за разницы напря жений на базах в токовом переключателе, так на базах транзисторовТ1,Т2 напряжение -0,8 В а на базе Т3 постоянно -1,2 В. Если допуститьизменение сопротивления Rк1 в большую сторону, то увеличится напряже ние на базе соответствующего эмиттерного повторителя и он призакроет ся,и если транзистор Т1 или Т2 открыты,то увеличится напряжение наинверсном выходе. (В этом и последнем предложении напряжение рассмат ривается как разность потенциалов).
В случае изменения сопротивления Rк2 - ситуация аналогична, из менение сопротивления Rо в большую сторону приводит к уменьшению то ка,протекающего по открытому транзистору,и уменьшению напряжения набазе эмиттерного повторителя, соответственно уменьшается выходноенапряжение.
ОПИСАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Динамические параметры базового элемента зависят от сопротивле ния и емкости нагрузки. При емкости нагрузки, равной нулю, и увеличе нии сопротивления нагрузки,время фронта нарастания и спада сигнала, атакже время переключения элемента - уменьшается. Это происходит из-затого, что уменьшается входная емкость и вместе с ней время переходно го процесса. Но при емкости нагрузки, отличной от нуля, характер пе реходных процессов изменяется. Время фронта Uвых(t+) при увеличениисопротивления нагрузки продолжает немного уменьшаться, а время фронтаи время переключения Uвых(t-) начинает рости, и колебательный процессна выходе Uвых(t+) становится более выраженным. Для уравнивания вре мени переключения с "1" в "0" и с "0" в "1", а также для уменьшениябросков напряжения на Uвых(t+) при переходных процессах выбираетсяRн=100 Ом.
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БАЗОВОГО ЭЛЕМЕНТА
Важнейшими характеристиками ИМС серии 500 являются входная,пере даточная и выходная характеристики.
ВХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Входная характеристика используется для определения нагрузочнойспособности элементов при работе на аналогичные элементы или при под ключении их в качестве нагрузки к специальным элементам , а также дляоценки помехозащищенности элементов. Входная характеристика представ ляет собой зависимость входного тока от входного напряжения.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--