Реферат: Логічні елементи

· завадостійкість (U_зв );

· коефіцієнт розгалуження по виходу (навантажувальна здатність) (К_РОЗ );

· коефіцієнт об'єднання по входу (Ко_Б ).

Швидкодія визначається динамічними параметрами цифрових мікросхем, до яких відносяться:

· t ^0,1 – час переходу їз стану низького рівня в стан високого рівня;

· t ^1,0 _ЗТР – час затримки розповсюдження при включенні;

· t ^1,0 _ЗТ – час затримки включення;

· t ^0,1 _ЗТ – час затримки виключення;

· t ^0,1 _ЗТР – час затримки розповсюдження сигналу при виключенні;

· t_ЗТРСР – середній час затримки розповсюдження сигналу;

· t_і – тривалість імпульсу;

· Fр - робоча частота.

Середній час затримки розповсюдження t _ЗТРСР = 0,5 (t^1,0 _ЗТР + t^0,1 _ЗТР ) 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: t^1,0 _зт, t^0,1 _зт , t^1,0 _зтр, t^0,1 _зтр.

На рис.3. показані рівні відліків, відносно яких визначаються вказані динамічні параметри.

Рис.3. Рівні відліків цифрового сигналу, відносно шасе визначаються динамічні параметри цифрових мікросхем.

Потенціальні логічні елементи при роботі в складі цифрового пристрою можуть знаходитись в статичному режимі (в стані "0" або "1") чи в динамічному режимі (перехідний процес). В залежності від виду технології, по якій виконано ЛЕ, потужність, споживана від джерела живлення, різна для кожного стану. Одні елементи споживають більшу потужність в статичному режимі, яка лише незначно збільшиться в момент перемикання, другі навпаки, характеризуються значним зростанням споживаного струму під час перемикання.

Середня споживана потужність логічних елементів в статичному режимі :

Рспср=0,5 (Р⁰ сп+Р¹ сп),

де Р°_сп – потужність споживана мікросхемою при вихідному стані

Р¹ _сп – 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 U⁰ _ЗВ і високому U¹ _ЗВ рівнях. Значення U⁰ _ЗВ і U¹ _ЗВ визначать з допомогою перехідних характеристик. Параметр U¹ _ЗВ визначається, як різниця мінімальної напруги високого рівня U¹ _ВХmin і напруги в точці перегину верхньої кривої. Параметр U⁰ _ЗВ визначається як різниця напруг в точці перегину нижньої кривої і максимальної напруги низького рівня U⁰ _ВXmax .

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 К_Роз (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 К_об визначає максимальне число входів цифрових мікросхем. Розрізняють коефіцієнти об'єднання по входу І К_обІ та по входу АБО К_обАБО . 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.