Разработка цифрового интегрального устройства, страница 2

VT1 – в режиме насыщения с разорванной коллекторной цепью.

I_VD1≈I_R3≈ I_бVT3≈ I_кVT3≈ I_эVT3≈1 мкА   VD1 – закрыт, VT3 – в режиме отсечки,  Uc=0.1B

Аналогично б) U_B=2B, I_R2=0.33мА, I_эVT4=0,0165мА, VT2 – в инверсном режиме, I_VD2=0.347мА, VD2 – открыт, U_E=0.7B, I_R4=0.07мА, I_бVT4=0,277мА, I_R5=0.65мА, I_кVT4=I_R5+I⁰_вых=0,65+0,433=1,083мА, I_бVT4нас=I_кVT4/β= 1,083/50=0,022мА.  I_бVT4> I_бVT4нас => VT4 в режиме насыщения

I_эVT4= I_бVT4+ I_кVT4=1.083+0.27=1.36мА,  I_бVT5≈ I_кVT5≈ I_эVT5≈1мкА => VT5 – в режиме отсечки

I_R6= I¹_вых= I¹_вых=0.0165мА, U_F=Е_к-I_R6R6=5,986В

Таблица состояний активных элементов

Комбинация	VT1	VT2	VT3	VT4	VD1	VD2	VT5	Y
0000	нас	нас	отс	отс	закр	закр	нас	0
1111	инв	инв	нас	нас	откр	закр	отс	1
0001	нас	инв	отс	нас	закр	откр	отс	1

Сводная таблица токов и напряжений (напряжения в В, токи в мА)

Комбинация	UA	UB	UC	UD	UE	UF	IR1	Iэ1	Iэ2	Iэ3
0000	0.8	0.8	0.1	0.8	0.1	0.1	0.433	0.144	0.144	0.144
1111	2	2	0.7	0.1	0.7	5.9	0.333	0.0055	0.0055	0.0055
0001	0.8	2	0.1	0.1	0.7	5.9	0.433	0.144	0.144	0.144

Комбинация	IVD1	IR3	IбVT3	IкVT3	IэVT3	Iэ2	Iэ4	IVD2	IбVT4	IR4
0000	0	0	0	0	0	0.433	0.433	0	0	0
1111	0.347	0.07	0.277	0.498	0.817	0.333	0.0165	0.347	0.277	0.07
0001	0	0	0	0	0	0.333	0.0165	0.347	0.277	0.07

Комбинация	IкVT4	IэVT4	IR5	Iвых	IбVT5	IкVT5	IэVT5	IR6	UY
0000	0	0	0.582	0.433	0.582	7.633	8.215	7.2	0.1
1111	0.54	0.817	0.65	0.0165	0	0	0	0.0165	5.986
0001	1.083	1.36	0.65	0.0165	0	0	0	0.0165	5.986

Расчет потребляемой мощности а) х1=х2=х3=х4=0 => P⁰_потр

PR1=I2R1R1=2.25мВт

PR2=I2R2R2=2.25 мВт

PR3=I2R3R3=0 мВт

PR4=I2R4R4=0 мВт

PR5=I2R5R5=3.08 мВт

PR6=I2R6R6=42.51 мВт б) х1=х2=х3=х4=1 => P¹_потр

PR1=I2R1R1=1,31мВт

PR2=I2R2R2=1,31 мВт

PR3=I2R3R3=0,049 мВт

PR4=I2R4R4=0,049 мВт

PR5=I2R5R5=3,84 мВт

PR6=I2R6R6=0,22 мВт в) х1=х2=х3=0, х4=1 => P¹_потр

PR1=I2R1R1=2,25мВт

PR2=I2R2R2=1,31 мВт

PR3=I2R3R3=0 мВт

PR4=I2R4R4=0,049 мВт

PR5=I2R5R5=3,84 мВт

PR6=I2R6R6=0,22 мВт

P¹_потр= P_R1+ P_R2+ P_R3+ P_R4+ P_R5+ P_R6=2,25+1,31+0,049+3,84=7,45мВт

P⁰_потр= P_R1+ P_R2+ P_R3+ P_R4+ P_R5+ P_R6=2,25*2+3,08+42,51=50,09мВт

P_{потр.ср}=( P⁰_потр+ P¹_потр)/2=(50,09+7,45)/2=28,77мВт

P_{потр.макс}=U_п*∑I_{потр.макс}=6*(0,433*2+0,07*2+0,65+7,2)=53,14мВт

Составим таблицу истинности и определим логическую функцию, выполняемую схемой

X1	X2	X3	X4	Y
0	0	0	0	0
0	0	0	1	1
0	0	1	0	0
0	0	1	1	1
0	1	0	0	0
0	1	0	1	1
0	1	1	0	0
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	0	1	1
1	0	1	0	0
1	0	1	1	1
1	1	0	0	0
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	1

Направления течения токов при различных комбинациях входных сигналов

Заключение.

Быстрыми темпами развивается интегральная микроэлектроника. За последние годы ИМС нашли широкое применение практически во всех видах радиоэлектронной аппаратуры. Успехи в развитии микроэлектроники связаны с созданием полупроводниковых ИМС на базе машинных методов проектирования, глубокой автоматизации технологических процессов, новых методов интеграции, диагностики и испытаний.