Материалы по всему курсу схемотехники (необработанное) (2.1.2.1.2 Параметры цифровых микросхем)

Посмотреть архив целиком

Параметры цифровых микросхем


Параметры цифровых микросхем делятся на три группы: статические, динамические и интегральные.


Статические параметры цифровых микросхем характеризуют микросхему в статическом (установившемся) режиме. К ним относятся:

1. Напряжение источника питания Uпит. [В] и допуск на его изменение Uпит. (для ТТЛ Uпит. = 5; 10 ; для большинства же серий КМОП допустимо питание в пределах от 3 до 15 В).

2. Входные и выходные допустимые напряжения U0вх.max, U0вых.max, U1вх.min, U1вых.min [В], для некоторых типов микросхем показаны на рис. 5.2.1.

Области допустимых значений входных и выходных напряжений ТТЛ и КМОП микросхем при напряжении их питания +5 В и +12 В.


На рисунке стрелками, направленными вниз, показаны типовые, наиболее часто встречающиеся значения уровней логического нуля и единицы, а стрелками, направленными вверх, показаны типовые значения порогов переключения микросхем.


3. Входные и выходные токи при лог.0 и лог.1 и их допуски: I0вх.max, I0вых.max, I1вх.min, I1вых.min.

4. Коэффициент разветвления по выходу (это число входов микросхемы данной серии, которые допустимо подключать к данному выходу микросхемы), обычно для ТТЛ Кразв.=10, для КМОП Кразв.=50 … 100.

5. Коэффициент объединения по входу Коб. (обычно это число входов данной микросхемы ). Как правило Коб. = 2; 3; 4 и 8. Если нужно другое число, то применяют специальные микросхемы , – расширители, или собирают схему по законам булевой алгебры.

6. Потребляемая мощность (статическая) обычно рассматривается как полусумма мощностей, потребляемых при нуле и при единице:


РПОТ = (Р0ПОТ + Р1ПОТ) / 2 .


Мощность, потребляемая микросхемами в реальных режимах работы существенно зависит от частоты их переключения.

Зависимость мощности, потребляемой микросхемами различных серий, от частоты переключения:

a – ТТЛ микросхемы серии КР1531 (F);

b – ТТЛ микросхемы серии К555 (LS);

c – ТТЛ микросхемы серии КР1533 (ALS);

d – КМОП микросхемы серии 1564 (HCT);

e – КМОП микросхемы серии К561 и КР1561 (74C);

f – КМОП микросхемы серии КР1554 (ACT).

7. Помехоустойчивость (статическая) Uпом. – допустимое напряжение помех на входе микросхемы , определяется из двух значений:


U1ВЫХ.MIN – U1ВХ.MAX = U1ПОМ , или U0ВЫХ.MAX – U0ВХ.MIN = U0ПОМ.


Из этих двух значений выбирается меньшее. Эти значения помехоустойчивости даны для предельных значений питающих напряжений, температуры окружающей среды и др. условий. Реальная помехоустойчивость микросхем примерно в два раза лучше, чем определяемая по приведенной формуле.


Области допустимых значений входных и выходных напряжений ТТЛ и КМОП микросхем при напряжении их питания +5 В и напряжения статической помехи при нулевом и единичном уровнях.


В зависимости от продолжительности помехи различают статическую и динамическую помехоустойчивость. Статическую помехоустойчивость связывают с помехами, длительность которых больше времени переходных процессов, а динамическую, – с кратковременными помехами. Динамическая помехоустойчивость лучше статической за счет того, что от короткого импульса помех микросхемы просто не успевает переключиться.


Динамические параметры цифровых микросхем определяют максимальную частоту смены входных состояний, при которой не нарушается нормальное функционирование микросхем. Временные диаграммы, иллюстрирующие способы определения временных динамических параметров.













Временные диаграммы, иллюстрирующие способы определения временных динамических интегральных микросхем.


К динамическим параметрам цифровых интегральных микросхем обычно относят следующие:

1. Среднее время tзд.р. задержки распространения переднего и заднего фронтов:

.


2. Длительность t0,1Ф фронта выходного сигнала при перепаде от нуля к единице (от 0.1 до 0.9 амплитуды сигнала) и t1,0Ф длительность фронта выходного сигнала при перепаде от 1 к 0 (от 0.9 до 0.1 амплитуды сигнала), как это показано на рис.5.2.4.




3. Максимальная частота переключения:


fMAX (t0,1Ф + t1,0Ф) / 2.


Интегральные параметры цифровых микросхем отражают уровень развития технологии и схемотехники, а также качество цифровых микросхем:

1. Энергия переключения ЭПЕР = РПОТР.СР tЗД.Р [пДж].

2. Степень интеграции N = lg n, где n, – число простых логических элементов (2И–НЕ) на кристалле (при N = 2 микросхемы обычно называют схемами средней интеграции, – СИС; при N = 3 микросхемы обычно называют схемами большой интеграции, – БИС; при N = 4 микросхемы обычно называют схемами сверх большой интеграции, – СБИС).



Случайные файлы

Файл
117152.doc
148210.rtf
42676.rtf
5330.rtf
36957.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.