1. Основы представления сигналов в цифровой форме.
2. Схемы базовых элементов в различных вариантах цифровых ИМС.
3. Достоинства и недостатки различных вариантов ИМС.
В большинстве цифровых устройств обработка информации производится с помощью двоичного кода. Информационные сигналы принимают только два значения (1 и 0).
По способу кодирования информации различаются потенциальные и импульсные логические элементы.
Информация, обрабатываемая потенциальными логическими элементами, характеризуется отличающимися потенциальными уровнями. Если логической единице соответствует высокий потенциальный уровень, а логическому нулю — низкий, то такую логику называют положительной или позитивной. В противном случае логика отрицательная или негативная.
В импульсных логических элементах логической единице соответствует наличие импульса, а логическому нулю — отсутствие импульса.
Все элементы, реализующие различные логические функции, выпускаются в виде интегральных микросхем, которые объединяются в серии. В основе каждой серии лежит базовый элемент, представляющий собой электрическую схему, выполняющую логические операции «и не» и элемент «или не».
Интегральные логические микросхемы представляют собой самое массовое изделие современной микроэлектронной промышленности.
Среди всех типов интегральных микросхем логические схемы характеризуются наибольшей надежностью, максимальной степенью интеграции элементов и наименьшей стоимостью.
Интегральные логические микросхемы в зависимости от способа передачи входного тока или напряжения, порядка применения логики и принципа использования активных и пассивных элементов разделяют на:
- схемы транзисторные с непосредственной связью (НСТЛ),
- резисторной связью (РТЛ),
- резистивно-емкостной связью (РЕТЛ);
- диодно-транзисторной логики (ДТЛ);
- транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) (ТТЛШ);
- эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ);
- интегральной инжекционной логики (И2Л);
- униполярные МДП с n-проводимостью (n-МДП);
- униполярные МДП с p-проводимостью (р-МДП);
- униполярные с комплементарными МДП-транзисторами (КМДП);
- кремний на сапфире (КНС).
Каждая из интегральных микросхем независимо от технологии изготовления и схемотехнической базы характеризуется совокупностью параметров, которые определяют логические, схемотехнические и эксплуатационные возможности той или иной микросхемы и по которым можно производить их сравнительный анализ и выбор.
К этим параметрам для логических интегральных микросхем относят:
1) реализуемую логическую функцию;
2) коэффициент разветвления по выходу Краз;
3) коэффициент объединения по входу Коб,
4) коэффициент объединения по выходу Коб вых;
5) мощность потребления Рпот;
6) среднее время задержки распространения сигнала tзд.р.ср;
17) допустимый диапазон атмосферного давления окружающей среды;
18) устойчивость к радиационным воздействиям;
19) массу;
20) надежность.
Базовые элементы ТТЛ:
И НЕ
При низком уровне сигнала (логический ноль) хотя бы на одном из входов многоэмиттерного транзистора Т0 схемы И-НЕ он переходит в состояние насыщения, а транзистор Т1 находится в закрытом состоянии. На выходе схемы формируется высокий уровень напряжения. При высоком уровне сигнала на всех входах транзистор Т0 работает в активном инверсном режиме (закрыт), а транзистор Т1 находится в состоянии насыщения.
