Логические микросхемы

В заключение отметим, что вопросы взаимной связи линий передачи, особенно микрополосковых, играют большую роль при поисках наилучших конструкций печатных плат, на которых располагаются логические интегральные схемы, работающие с высокими тактовыми частотами. Изучение этих вопросов важно для создания сверхбыстродействующих вычислительных машин и устройств дискретной обработки сигналов.

Логические интегральные микросхемы, как правило, представляют собой устройства с несколькими входами и выходами. В них как входные, так и выходные напряжения могут принимать лишь определенные значения, при этом выходное напряжение зависит от наличия или отсутствия напряжений на различных входах устройства. Основными параметрами этих микросхем являются входное и выходное напряжения и быстродействие. Более подробно функциональные параметры микросхем будут приведены в главах, посвященных различным полупроводниковым устройствам.

§ 5.3. Логические интегральные микросхемы

§ 5.3. Логические интегральные микросхемы ............... 170

Общие сведения. Выпускаемые промышленностью логические интегральные микросхемы позволяют выполнять более сложные операции типа ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ и др. На их основе можно создавать различные функциональные схемы.

101. Логические интегральные схемы серии 155:

Устройства релейной защиты, использующие интегральную микроэлектронику (ИМЭ), требуют источников питания с постоянным напряжением нескольких уровней и высокой степенью его стабилизации, особенно для измерительных органов. Так, например, для широко применяемых в настоящее время операционных усилителей (ОУ) требуется напряжение ±15 В, логические интегральные микросхемы (ИМС) выпускаются на напряжение питания 4-5,+9,+15 В.

Логическая часть защиты 14, 109 Логические интегральные схемы 133

Цифровые (логические) интегральные микросхемы — электронные устройства, позволяющие строить практически все узлы и блоки ЭВМ, производить аналоговую и дискретную обработку информации, строить управляющие устройства в системах автоматики. В цифровых ИС обрабатываемая информация выдается в виде двоичных чисел, представляемых логическими переменными «О» и «1». Цифровая ИС выполняет определенную логическую функцию, свойства которой описываются алгеброй логики.

11.4. Логические интегральные микросхемы (классификация)

Логические интегральные микросхемы предназначены для выполнения разнообразных логических функций, запоминания информации и ряда других операций и в совокупности обеспечивают возможность построения арифметических, запоминающих и управляющих устройств цифровых ЭВМ, измерительных приборов, аппаратуры автоматического управления и т. д.

Наиболее распространенные простейшие логические микросхемы содержат логические элементы, выполняющие более сложные логические операции. Это операция И — НЕ (нззывземзя еще логической функцией Шеффера), ИЛИ — НЕ (логическая функция Пирсз), а также операция И — ИЛИ — НЕ, выполняемая соединенными между собой внутри микросхемы более простыми логическими элементами.

чина здесь как в традициях, сложившихся во времена дискретной схемотехники, так и в достигнутом уровне технологии производства ИМС. Так, например, в свое время неплохо себя зарекомендовала серия логических микросхем К217, выполненных по толстопленочной технологии. Эта серия относится к числу наиболее высоконадежных микросхем. Однако сейчас пленочные логические микросхемы широкого применения не разрабатываются, так как по многим параметрам, в том числе и по стоимости, они уступают полупроводниковым логическим схемам.

Транзисторно-транзис торная логика (ТТЛ). Данные логические микросхемы (3.7) явились дальнейшим развитием схемы диодно-тран-зисторной логики. Они строятся на основе многоэмиттер-ных транзисторов, каждый из которых имеет обычно от двух до восьми эмиттеров, что соответствует логическим элементам И — НЕ с числом входов от двух до восьми. Если заменить р — п-переходы, входящие в структуру многоэмиттерного транзистора, эквивалентными диодами, электрическая схема практически совпадает с предыдущей схемой ДТЛ и будет работать аналогично. Интегральные микросхемы ТТЛ-типа имеют более высокое быстродействие по сравнению с ДТЛ и более экономичны. Это наиболее широко используемый в настоящее время в простых логических микросхемах тип логики, на ТТЛ-схемы приходится более 50% общего производства логических микросхем. Примером могут служить серии К106, К130, К133, К155.

Логические микросхемы на МДП-транзисторах. В своем развитии МДП-транзисторы прошли несколько этапов. Первыми широкое распространение в интегральной логике получили МДП-транзисторы с каналами р-типа. Нагрузками инверторов логических элементов на приборах этого типа являются также р-каналь-ные транзисторы, имеющие своеобразную конфигурацию области канала (см. гл. 1). Затворы их соединяются с источником относительно высокого напряжения отрицательного смещения или с отрицательным полюсом общего источника питания. Простейшие логические функции И — НЕ, ИЛИ — НЕ осуществляются последовательным или параллельным включением транзисторов ( 3.10, а, б). Подложка р-канальных МДП-

Большинство полупроводниковых интегральных микросхем потребляют от источников питания мощность порядка 50—200 мВт. В то же время существуют логические микросхемы, потребляемая мощность которых не превышает 10—100 мкВт, и усилители мощности в микросхемном исполнении, обеспечивающие выходную мощность в несколько ватт. Микросхемы могут работать до частот 20— 300 мГц, обеспечивать время задержки 0,1—20 не.

Мультивибраторы на основе цифровых интегральных схем применяют чаще всего в качестве задающих генераторов радиоэлектронных устройств в тех случаях, когда устройство содержит в основном логические микросхемы или триггеры и расширение номенклатуры используемых микросхем нежелательно. При проектировании таких мультивибраторов наибольшее применение находят универсальные логические элементы И — НЕ и ИЛИ — НЕ.

Назначение цифровых И С (ЦИС) — преобразование и обработка сигналов, изменяющихся по закону дискретной (принимающей только некоторый определенный ряд значений) функции. Частный случай ЦИС — логические микросхемы (ЛИС). 66

В зависимости от используемых полупроводниковых приборов и способов связи их в логическую схему, а также связи между логическими элементами (по схемотехнической реализации) различают логические элементы и логические микросхемы. Так, в биполярных логических ИС используют резистивно-транзисторную (РТЛ), диодно-тран-зисторную (ДТЛ), транзисторно-транзисторную (ТТЛ), эмиттерно-связанную (ЭСЛ) и интегральную инжекционную (И2Л) логику, а в МОП — схемотехнику на рМОПТ с обогащением (рМОП ИС), на /?МОПТ с обогащением и обеднением (лМОП ИС) и на комплементарных МОПТ (КМОП ИС).

§ 41. Комбинационные и последовательностные логические микросхемы

Логические микросхемы, способные запоминать отдельные состояния называют последоватецьностными. В отличие от комбинационных логических микросхем выходные переменные последовательностных микросхем зависят не только от входных переменных, но и от состояния в данный момент времени. Последовательностными логическими схемами являются счетчики и регистры. 98

Логические микросхемы, выполняющие прием, хранение, сдвиг и передачу информации, называют регистрами. Регистры также строят на триггерах.