Giáo trình kỹ thuật số - Phần 1 Đại số Boolean và vi mạch số - Chương 4

Giới thiệu vi mạch số I. Định nghĩa và phân loại 1. Định nghĩa Vi mạch là những linh kiện điện tử có một chức năng xác định và đ-ợc chế tạo bằng một công nghệ riêng. Vi mạch hiện đại th-ờng đa năng và có thể sử dụng linh hoạt trong nhiều thiết bị điện tử khác nhau Ng-ời ta phân loại theo một số tiêu chí sau: + Phân loại theo bản chất của tín hiệu điện vào / ra của vi mạch + Phân loại theo mật độ tích hợp + Phân loại theo công...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật số - Phần 1 Đại số Boolean và vi mạch số - Chương 4BomonKTDT-§HGTVT ch−¬ng 4: Giíi thiÖu vi m¹ch sèI. §Þnh nghÜa vµ ph©n lo¹i1. §Þnh nghÜa Vi m¹ch lµ nh÷ng linh kiÖn ®iÖn tö cã mét chøc n¨ng x¸c ®Þnh vµ ®−îc chÕt¹o b»ng mét c«ng nghÖ riªng. Vi m¹ch hiÖn ®¹i th−êng ®a n¨ng vµ cã thÓ sö dônglinh ho¹t trong nhiÒu thiÕt bÞ ®iÖn tö kh¸c nhau Ng−êi ta ph©n lo¹i theo mét sè tiªu chÝ sau: + Ph©n lo¹i theo b¶n chÊt cña tÝn hiÖu ®iÖn vµo / ra cña vi m¹ch + Ph©n lo¹i theo mËt ®é tÝch hîp + Ph©n lo¹i theo c«ng nghÖ chÕ t¹o2. Ph©n lo¹i vi m¹ch theo b¶n chÊt cña tÝn hiÖu vµo / ra Nh− ®· biÕt, tÝn hiÖu ®iÖn ®−îc ph©n thµnh 2 lo¹i lµ tÝn hiÖu t−¬ng tù vµ tÝnhiÖu sè. + TÝn hiÖu t−¬ng tù (analog) lµ tÝn hiÖu cã biªn ®é biÕn thiªn liªn tôc theo thêigian + TÝn hiÖu sè (digital) lµ tÝn hiÖu cã biªn ®é ë mét trong hai gÝa trÞ h÷u h¹nmang ý nghÜa logic 0 hoÆc 1, øng víi 2 møc thÊp vµ cao. TÝn hiÖu sè gi¸n ®o¹n theothêi gian. NÕu ký hiÖu X, Y lµ tÝn hiÖu vµo vµ ra cña vi m¹ch, theo b¶n chÊt cña tÝn hiÖuvµo / ra nµy ta sÏ cã c¸c lo¹i vi m¹ch sau: TÝn hiÖu vµo TÝn hiÖu ra Lo¹i vi m¹ch T−¬ng tù T−¬ng tù T−¬ng tù Sè Sè Sè T−¬ng tù Sè ADC / analog-digital converter Sè T−¬ng tù DCA / digital-analog converter Trong ph¹m vi cña m«n kü thuËt sè chóng ta chØ xÐt tíi vi m¹ch sè, nghÜa lµc¶ ®Çu vµo lÉn ®Çu ra ®Òu lµ tÝn hiÖu sè. 27PTH-DTT C¸c vi m¹ch sè nµy bao gåm tõ c¸c cæng logic ®¬n gi¶n nh− AND, OR, NOR,NAND … flip-flop, MUX, DEMUX, Memory … ®Õn c¸c lo¹i m¹ch cùc kú phøct¹p nh− c¸c bé vi xö lý3. Ph©n lo¹i theo mËt ®é tÝch hîp MËt ®é tÝch hîp ®−îc ®Þnh nghÜa lµ tæng c¸c phÇn tö tÝch cùc (transistor) hoÆccæng logic chøa trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch cña mµng tinh thÓ b¸n dÉn trong vi m¹chvÝ dô: Bé vi xö lý Pentium III cña Intel cã mËt ®é tÝch hîp lµ 9triÖu transistor trªn 1inch vu«ng Møc tÝch hîp ®−îc ®Þnh nghÜa lµ tæng sè nh÷ng phÇn tö tÝch cùc hoÆc cænglogic trªn m¶ng tinh thÓ b¸n dÉn cña vi m¹ch Nh÷ng th«ng sè trªn phÇn nµo cho thÊy ®é phøc t¹p cña m¹ch. Ph©n lo¹i theomøc ®é tÝch hîp ta cã Lo¹i m¹ch Sè transistor Sè cæng logic VÝ dôSSI – Vi m¹ch cì nhá Hµng chôc 1 - 10 Gate, flip-flopMSI – Vi m¹ch cì trung b×nh Hµng tr¨m 10 - 100 Gate, counter, shift-register, encoder, small memoryLSI – Vi m¹ch cì lín Hµng ngh×n 100 - 1000 Larger Memory, microprocessor 4 / 8bitVLSI - Vi m¹ch cì rÊt lín Hµng v¹n > 1.000 MP 16/32bit, console i/o 8086, Z8000ULSI – Vi m¹ch cì cùc lín Hµng triÖu > 10.000 MP 64bit4. Ph©n lo¹i theo c«ng nghÖ chÕ t¹o IC cã thÓ chia ra lµm 4 lo¹i: IC mµng máng/ mµng dµy; IC khèi r¾n; vµ IC lai D−íi ®©y lµ c¸c h−íng ph¸t triÓn vi m¹ch theo c«ng nghÖ chÕ t¹o28 BomonKTDT-§HGTVT Vi m¹chThick / thin film Monolithic Hybrid Digital Analog (BJT) Digital Analog UJT MOS P / N chanel CMOS BJT RTL DTL TTL ECL a. Vi m¹ch mµng máng / mµng dµy C¸c IC lo¹i nµy ®−îc chÕ t¹o b»ng c¸ch l¾ng ®äng nh÷ng vËt liÖu nhÊt ®Þnh trªn mét ®Õ c¸ch ®iÖn (vÝ dô nh− gèm, sø..). Sau hµng lo¹t c¸c qu¸ tr×nh t¹o “mask” trªn ®Õ t¹o thnµh ®iÖn trë, ®iÖn dung hay ®iÖn c¶m. C¸c linh kiÖn tÝch cùc nh− diode, transistor … sÏ ®−îc chÕ t¹o theo c¸ch th«ng th−êng víi kÝch th−íc nhá (th−êng lµ FET). M¹ch nµy cho ...