Изучение логических интегральных схем. Основные типы базовых логических интегральных схем. Параметры логических микросхем, страница 2

Микросхемы выпускаются сериями. В состав каждой серии входят микросхемы, имеющие единое конструктивно - технологическое исполнение, но различающиеся функциональными возможностями. Например; а состав 155 серии входят микросхемы, реализующие функцию И-НЕ на две, три, четыре, восемь входных переменных, причем в одной микросхеме может быть до четырех схем, реализующих функцию И—НЕ. В состав этой же серии входят также микросхемы, реализующие функцию И-ИЛИ-НЕ, расширители, триггеры и счетчики импульсов. Такой разнообразный состав серии дает возможность создавать компактные логические устройства, используя только одну серию, что исключает необходимость в дополнительных, например, согласующих устройствах.

Системы  обозначений   микросхем. В настоящее время существуют две системы обозначений :старая -для микросхем, разработанных до 1974 г., и новая - для микросхем, разработанных позднее. Обозначение по старой системе состоит из четырех элементов. Первый элемент - цифра, указывающая на технологическую разновидность микросхем серии: 1 — полупроводниковые, 2 - гибридные, 3 — пленочные. Второй элемент - две буквы, обозначают выполняемую функцию. Третий элемент - две цифры, обозначающие порядковый номер разработки данной серии. Четвертый элемент - одна или две цифры, указывающие порядковый номер микросхемы в данной -серии. Первый и третий элементы составляют номер серии. Например: К1ЛБ553 - полупроводниковая микросхема, выполняющая функцию И—НЕ но серии 155, порядковый номер в серии 3, К - микросхема широкого применения. Новое обозначение той же схемы- К155ЛАЗ.

По схемотехническим принципам, заложенным в структуру логических микросхем, различают следующие системы элементов;

1)резисторно-транзисторной логики (РТЛ);

2)диодно-транзисторной логики (ДТЛ);

3)транзисторной логики с непосредственными связями (HCTЛ);

4)транзисторно—транзисторной логики (ТТЛ);            

5) транзисторной поиски с эмиттерными связями ( ЭСЛ).

Логическая микросхема системы РТЛ, выполняющая функцию ИЛИ—НЕ, приведена на рис. 1. Она является базовым (на основе его создаются другие схемы этой серии) элементом серий К113,К114,К115 и др.

Рис 1. Схема РТЛ, выполняющая функцию у= х1 +x2

Система РТЛ имеет ряд недостатков: низкая помехоустойчивость, потребление большой мощности. Микросхема системы ДТЛ, выполняющая функцию И-НЕ, приведена на рис. 2,а. Схема содержит три входных диода, которые вместе с резистором R1 выполняют логическую операцию И, и выходной инвертор на транзисторе Т. Два диода в цепи базы транзистора называют смещающими, они служат для увеличения порога срабатывания элемента. Имеется возможность подключения ко входу К дополнительной диодной сборки для увеличения входных переменных (расширения по И). Если на один или все входные диоды подан сигнал О (низкий положительный потенциал), то диоды будут открытыми на базе будет низкий потенциал. Транзистор закрыт, и выходной сигнал имеет высокий уровень, т.е. 1. Если на все входы подаются сигналы с высоким уровнем, т.е. 1, то входные диоды закрываются, от источника Е1 поступают ток в базу транзистора. Транзистор открывается, при этом выходное напряжение уменьшается до уровня логического О. Микросхемы -типа ДТЛ значительно превосходят микросхемы типа РТЛ по быстродействию и помехоустойчивости, но потребляемая ими мощность значительно больше.

a)

b)

Рис. 2, Схемы ДТЛ, выполняющие функции y=x1x2