Bài Giảng Kỹ Thuật Số - CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

Bài Giảng Kỹ Thuật SốChương 5CHƯƠNG 5 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ5.1. TỔNG QUAN Xét về cơ bản có 2 lọai thiết bị bán dẫn là lưỡng cực và đơn cực. Dựa trên các thiết bị này, các mạch tích hợp được hình thành. Các họ mạch logic lưỡng cực Các yếu tố chính của IC lưỡng cực là điện trở, diode và BJT, hai họat động trong IC lưỡng cực là: tắt và bão hòa, các họ logic lưỡng cực: • • • • • • ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Kỹ Thuật Số - CÁC HỌ VI MẠCH SỐBài Giảng Kỹ Thuật Số Chương 5CHƯƠNG 5CÁC HỌ VI MẠCH SỐ5.1. TỔNG QUAN Xét về cơ bản có 2 lọai thiết bị bán dẫn là lưỡng cực và đơn cực. Dựa trên các thiết bị này, các mạch tích hợp được hình thành. Các họ mạch logic lưỡng cực Các yếu tố chính của IC lưỡng cực là điện trở, diode và BJT, hai họat động trong IC lưỡng cực là: tắt và bão hòa, các họ logic lưỡng cực: • Mạch logic RTL • Mạch logic DCTL • Mạch logic HTL • Mạch logic TTL • Mạch logic Schottky TTL • Mạch logic ECL Các họ mạch logic đơn cực Các thiết bị MOS là các thiết bị đơn cực và chỉ có các MOSFET được vận hành trong các mạch logic MOS, các mạch logic MOS là • PMOS • NMOS • CMOS5.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC VI MẠCH SỐ Phân lọai các IC số Lọai IC Các cổng căn bản Số các linh kiện Tổ hợp quy mô nhỏ SSI Nhỏ hơn 12 Lên đến 99 Tổ hợp quy mô trung bình MSI 12-99 100-999 Tổ hợp quy mô lớn LSI 100-999 1000-9999 Tổ hợp quy mô rất lớn VLSI Lớn hơn 1000 Lớn hơn 10000 Các đặc trưng • Tốc độ họat động, lệ thuộc vào thời gian trễ truyền đạt tpHL tpLHGV: Nguyễn Trọng Hải Trang 146Bài Giảng Kỹ Thuật Số Chương 5 • Tổn hao công suất, xác định bởi tích số nguồn cung cấp Vcc và dòng Icc (giá trị trung bình của dòng Icc mức 0 và mức 1), đơn vị mW • Chỉ số giá trị, xác định bởi tích số tốc độ và công suất • Chỉ số giá trị (pJ)= thời gian trì hõan truyền đạt (ns)x công suất (mW) • Chỉ số giá trị càng nhỏ càng tốt • Hệ số tải, là số cổng có thể được vận hành bởi một cổng, hệ số tải càng cao càng thuận lợi • Các tham số dòng và áp o Điện áp đầu vào ở mức cao VIH (điện áp tối thiểu mà cổng có thể nhận biết mức 1) o Điện áp đầu vào ở mức thấp VIL (điện áp tối đa mà cổng có thể nhận biết mức 0) o Điện áp đầu ra ở mức cao VOH(điện áp tối thiểu tại đầu ra tương ứng mức 1) o Điện áp đầu ra ở mức thấp VOL (điện áp tối đa tại đầu ra tương ứng mức 0) o Cường độ dòng điện đầu vào mức cao IIH (dòng tối thiểu được cung cấp tương ứng với mức 1) o Cường độ dòng điện đầu vào mức thấp IIL (dòng tối đa được cung cấp tương ứng với mức 0) o Cường độ dòng điện đầu ra mức cao IOH (dòng cực đại mà ngõ ra cung cấp tương ứng với mức 1) o Cường độ dòng điện đầu ra mức thấp IOH (dòng cực tiểu mà ngõ ra cung cấp tương ứng với mức 0) • Nhiễu Điện áp VOH Lề nhiễu ở trạng thái 1 VIH VIL Lề nhiễu ở trạng thái 0 VOH 0 Miền nhiệt độ họat động, từ 0-700C cho các ứng dụng tiêu dùng và công • nghiệp, từ 550C – 1250C cho các mục đích quân sự • Yêu cầu về nguồn • Tính đa dạng, khả năng tích hợp, giá thành, chế tạo, dễ phối hợp với vi mạch công nghệ khácGV: Nguyễn Trọng Hải Trang 147Bài Giảng Kỹ Thuật Số Chương 55.3. HỌ RTL (RESISTOR-TRANSISTOR LOGIC) Bao gồm các điện trở và transistor, đây là họ logic được tích hợp sớm nhất Ví dụ, một cổng NOR RTL Vcc Rc Y Q1 Q2 Rb1 A Rb2 B Các mạch RTL có đặc tính chung là cần dòng IB cho các BJT nên còn được gọi là mạch thu dòng (current sinking), vì vậy khi kết nối với các mạch khác cần phải lưu ý để thỏa mãn điều kiện này, nếu không mạch sẽ không làm việc Lề nhiễu ở trạng thái 0 là 0.5-0.2=0.3V Lề nhiễu ở trạng thái 1 phụ thuộc vào tải5.4. HỌ DTL (DIODE-TRANSISTOR LOGIC) Bao gồm diode ở ngõ vào và transistor ở ngõ ra Ví dụ, cổng NAND DTL Vcc R1 Rc Y DA ...