ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 11
ИЗУЧЕНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
Цель работы. Изучить основные типы базовых логических интегральных схем, научиться составлять схемы, реализующие функции И, ИЛИ, НЕ, а также R-S триггеры на базовых элементах.
1.КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
В настоящее время элементной базой систем автоматики, телемеханики, связи, вычислительной техники являются интегральные микросхемы, позволяющие создавать аппаратуру, имеющую минимальную массу и объем при заданных функциональных и эксплуатационных характеристиках. Создание интегральных микросхем ,обусловлено распространением новой технология - интегральной, при которой совмещается процесс изготовления входящих в узел радиоэлементом, а радиоэлементы объединяются в функциональную, конструктивно завершенную структуру.
Интегральные микросхемы - это микроэлектронные изделия, состоящие из активных, пассивных радиоэлементов и соединительных проводников, которые изготавливаются в едином технологическом процессе в объеме или на поверхности материала основания, электрически соединены между собой, заключены в общий корпус и представляют собой нераздельное целое.
По технологии изготовления микросхемы делятся на полупроводниковые, пленочные и гибридные. В полупроводниковых микросхемах все элементы - транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и межэлементные соединения - изготавливаются в объеме и на поверхности полупроводника.
Пленочные микросхемы, как правило, составляют пассивную часть (резисторы, конденсаторы) гибридных схем. Она изготавливаются путем напыления на диэлектрическую подложку (стекло, керамику, ситалл) тонкого слоя высокоомного материала нужной конфигурации. Гибридные микросхемы изготавливают на диэлектрической подложке. Пассивные элементы — резисторы, конденсаторы, индуктивности, соединительные проводники - изготавливаются методом пленочной технологии. Активные элементы — бескорпусные транзисторы и диоды - устанавливаются на тех же подложках и соединяются с пассивной частью интегральной схемы с помощью тонких проволочек.
По функциональному назначению микросхемы делятся на: цифровые, используемые для построения цифровых вычислительных машин, цифровых узлов измерительных приборов, аппаратуры автоматического управления и регулирования, связи и т.д.;
аналоговые , используемые в аналоговых вычислительных машинах, в аппаратуре связи, в измерительных приборах, системах контроля и т.д.
Цифровые микросхемы подразделяются на подгруппы: логические микросхемы, триггеры, элементы арифметических и дискретных устройств и др. Целью данной работы является изучение логических микросхем.
Параметры логических микросхем;
1) реализуемая логическая функция - И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ-НЕ - для схем одноступенчатой логики и И-ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-И, И-ИЛИ и др. - для схем двухступенчатой логики;
2)статические параметры, характеризующие микросхему в статическом режиме:
а) напряжение источника питания Uпп;
б) входное Uвх0 и выходное Uвых0 напряжения логического нуля; входное Uвх1 и выходное Uвых1 напряжения логической единицы; входной Iвх0, Iвх1 и выходной Iвых0,Iвых1 токи логического нуля и логической единицы;
в) коэффициент разветвления по выходу Краз, определяющий число входов микросхем - нагрузок, которые можно одновременно подключить к выходу данной микросхемы (этот коэффициент иногда называют нагрузочной способностью микросхемы);
г) коэффициент объединения по входу Коб, определяющий число входов микросхемы, по которым реализуется логическая функция; д) допустимое напряжение статической помехи
Un(Un1=Uвых1-Uвх1 , Un0=Uвх0-Uвых0 )
e) средняя потребляемая мощность
Рпотр.ср = (Pпотр.0+Pпотр.1)
где Р0 , Р1 — потребляемая микросхемой мощность в состоянии 1 и О на выходе;
3) динамические параметры, характеризующие свойства микросхемы в режиме переключения; время перехода из состояния логического О в состояние логической единицы t0,1 и наоборот t1,0 ; время задержки распространения сигнала при выключении и включении микросхемы tзд.р.1,0 и tзд.р.0,1 ; среднее время задержки распространения сигнала. Среднее время задержки служит усредненным параметром быстродействия, определяется как полусумма задержек tзд.р.0,1 и tзд.р.1,0 и является основным при расчете рабочей частоты сложных логических устройств; динамическая помехоустойчивость, характеризующая способность микросхемы противостоять импульсной помехе, длительность которой соизмерима со средним временем задержки к передачи сигнала через микросхему;
4) эксплуатационные параметры; диапазон рабочих температур, допустимые механические нагрузки (вибрация, удары, линейные ускорения), влажность и т.д.
Большинство цифровых схем являются потенциальными: сигнал на их входе и выходе представляет собой высокий или низкий уровень напряжения. Условно принято подразделять микросхемы на два вида: а) положительной логики, если логическому О соответствует низкий уровень напряжения, а логической 1 -1ысокий уровень; б) отрицательной логики, если логическому О соответствует высокий уровень напряжения, а логической 1 -низкий уровень, независимо от полярности напряжения питания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
