Bài giảng Kỹ thuật điện tử số: Các mạch số

Bài giảng Kỹ thuật điện tử số: Các mạch số giới thiệu tín hiệu và cổng logic, họ logic CMOS, họ logic TTL, giao tiếp TTL/CMOS. Đây là tài liệu tham khảo và học tập dành cho sinh viên ngành Điện - điện tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật điện tử số: Các mạch số Các m ch s Nguy n Qu c Cư ng – 3i N i dung• Tín hi u và c ng logic• H logic CMOS• H logic TTL• Giao ti p TTL/CMOS Digital Circuits 2 Tài li u tham kh o• Digital Design: Principles & Practices – John F Wakerly – Printice Hall Digital Circuits 3 Tín hi u logic• Giá tr logic: “0” và “1”• Thư ng s d ng “LOW” và “HIGH” thay cho “0” và “1”: – LOW: ng v i d i ñi n áp th p – HIGH: ng v i d i ñi n áp cao• Logic dương: – LOW gán cho “0” – HIGH gán cho “1”• Logic âm: – LOW gán cho “1” – HIGH gán cho “0” Digital Circuits 4• Các m ch logic có th ñư c mô t như các h p ñen Digital Circuits 5 M ch logic ñư c mô t thông quan b ng chân lý Digital Circuits 6 Các c ng Digital Circuits 7Bi u ñ th i gian(timing diagram) Digital Circuits 8• Timing diagram: bi u di n s ph thu c c a output vào input theo th i gian: – Tín hi u logic thay ñ i t 0 ñ n 1 không th c hi n m t cách t c th i Digital Circuits 9 Các h logic• CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)• TTL (Transistor-Transistor Logic) Digital Circuits 10 CMOS Logic• MOS logic ñư c phát minh trư c TTL, tuy nhiên vi c ch t o l i g p khó khăn• T 1980s khi công ngh bán d n phát tri n, các ICs d a trên công ngh CMOS d n ñư c s d ng r ng rãi thay th TTL: – Công su t tiêu th th p – M t ñ tích h p cao Digital Circuits 11 M c logic CMOS ði n áp cung c p cho ICs CMOS có th thay ñ i V i ñi n áp cung c p 5V, m c logic: Digital Circuits 12 MOS transistor• Có 2 lo i: n-MOS và p-MOS Digital Circuits 13• n-MOS: – ði n áp ngư ng VT > 0 – Khi VGS < VT dòng ñi n ID nh ñi n tr Rds l n (> 106) – Khi VGS > VT dòng ñi n ID tăng Rds gi m (c 10 ohms) – Dòng IG nh (c 10-6A) (leakage current)• p-MOS: ñi n áp ngư ng âm Digital Circuits 14 M ch ñ o cơ b n - CMOS• n-MOS và p-MOS k t h p t i thành m t c p CMOS Digital Circuits 15 Digital Circuits 16• Cách ký hi u khác c a n-MOS và p-MOS trong các m ch logic Digital Circuits 17 Digital Circuits 18CMOS NAND Digital Circuits 19 Digital Circuits 20CMOS NOR Digital Circuits 21 Digital Circuits 22 Digital Circuits 23 CMOS ANDAND = NAND k t h p NOT ph c t p hơn NAND Digital Circuits 24 buffer Digital Circuits 25CMOS AND – OR – INVERT gate Digital Circuits 26 Digital Circuits 27CMOS OR-AND-INVERT gate Digital Circuits 28 Digital Circuits 29 M t s thông s c a ICs CMOS• M c ñi n áp logic (Logic voltage levels)• ð dư nhi u DC (DC noise margin)• Fanout• T cñ• Công su t tiêu th• Nhi u• S phóng tĩnh ñi n• ð u ra h c c máng (open-drain output)• ð u ra ba tr ng thái (three-states output) Digital Circuits 30 M c logic Thư ng các datasheet không ñưa d ng ñ th như trên Digital Circuits 31• Thư ng s d ng các thông s Digital Circuits 32• Nói chung m c ñi n áp ph thu c vào ngu n cung c p cho ICs CMOS.• Thư ng thì: Digital Circuits 33 Dòng ñi n input ð i v i h CMOS, dòng ñi n vào chính là dòng dò c a c c gate r t nh N u ñ u ra c a ICs CMOS n i vào ñ u vào c a ICs CMOS khác thì m c logic h u như không thay ñ i (do dòng vào c a CMOS nh ) Digital Circuits 34 Ho t ñ ng v i t i ñi n tr• Trong m t s trư ng h p, ñi n tr t i nh hư ng ñ n múc logic t i ñ u ra khi: – M t output ph i n i v i r t nhi u input CMOS – M t output n i v i các thi t b có tr kháng vào nh – .... xem xét hi u ng DC load: VOUT at LOW < VOLmax V UT at HIGH > VOHmin Digital Circuits 35 Mô hình t i là m t ngu n tín hi u và m t n i tr Digital Circuits ...