Mạch logic tổ hợp - Phần 5

Tài liệu tham khảo chuyên đề kỹ thuật số về Mạch logic tổ hợp - phần 5 Các vi mạch tổ hợp và lưu ý khi sử dụng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạch logic tổ hợp - Phần 5 1.5 CÁC VI M CH T H P VÀ LƯU Ý KHI S D NG.1.5.1 M T S KHÁI NI M C N BI T.1.5.2 CÁC THÔNG S K THU T C A IC S .1.5.3 CÁC H IC S .1.5.4 GIAO TI P GI A CÁC H IC S . 1.5.1 M T S KHÁI NI M C N BI T• Tín hi u tương t và tín hi u s - Tín hi u tương t là tín hi u có biên bi n thiên liên t c theo th i gian. - Tín hi u s là tín hi u có biên gián o n v th i gian và ư c lư ng t hóa v m c. Trong các m ch i n, t/h s thư ng là i n áp hay dòng i n có m t trong hai m c cao ho c th p trong t ng kho ng th i gian nh t nh.• M ch tương t và m ch s - Các m ch i n t t o ho c x lý tín hi u tương t ư c g i là m ch tương t . - Các m ch i n t t o ho c x lý tín hi u s ư c g i là m ch s . Các m ch s có th ư c s n xu t v i tích h p ngày càng cao. Tùy theo s c ng logic trong m t vi m ch, ngư i ta phân lo i vi m ch s như sau: + SSI-Small Scale Integrated, s c ng < 10;+ MSI-Medium Scale Integrated 10 < s c ng < 100;+ LSI-Large Scale Integrated 100 < s c ng < 1000;+ VLSI-Very Large Scale Integrated 1000 < s c ng < 10.000;+ ULSI-Ultra Large Scale Integrated s c ng > 10.000.• Bi u di n các tr ng thái Logic 1 và 0 Các m ch s có th ư c qui ư c logic dương ho c logic âm. Trong các m ch v i logic dương, i n th cao bi u di n logic 1, i n th th p bi u di n logic 0. Trong các m ch v i logic âm thì ngư c l i. Ví d , các m ch logic h TTL, m c i n th t 2,4 n 5 V là m c logic 1, m c i n th t 0 n 0,4 V là m c logic 0. Kho ng n m gi a 0,4 n 2,4 V là kho ng không xác nh. 1.5.2 CÁC THÔNG S KT C A IC S Các i lư ng i n c trưng• Công su t tiêu tán (Power requirement)• Kh năng ch u t i (Fan-Out)• Th i tr truy n (Propagation delays)• Tích s công su t-v n t c (speed- power• product)• Tính mi n nhi u (noise immunity)• Logic c p dòng và logic nh n dòng• Các i lư ng i n c trưng. - VCC: i n th ngu n (power supply).Thí d , v i IC s h TTL, VCC=5±0,5 V , h CMOS VDD=3-15V (Ngư i ta thư ng dùng ký hi u VDD và VSS ch ngu n và mass c a IC h MOS) – - VIH(min): i n th u vào m c cao (High level input voltage) nh nh t. - VIL(max): i n th u vào m c th p (Low level input voltage) l n nh t. - VOH(min): i n th u ra m c cao (High level output voltage) nh nh t.- VOL(max): i n th u ra m c th p (Lowlevel output voltage) l n nh t.- IIH: Dòng i n u vào m c cao (High levelinput current).- IIL: Dòng i n u vào m c th p (Low levelinput current).- IOH: Dòng i n u ra m c cao (High leveloutput current).- IOL: Dòng i n u ra m c th p (Low leveloutput current).- ICCH,ICCL: Dòng i n tiêu th (ch y qua) c a ICkhi u ra l n lư t m c cao và th p.• Công su t tiêu tán (Power requirement). M i IC tiêu th m t công su t t ngu n VCC (hay VDD). Công su t tiêu tán này xác nh b i i n th ngu n và dòng i n tiêu th c a IC. Do dòng tiêu th thay i gi a hai tr ng thái cao và th p nên công su t tiêu tán s ư c tính t dòng trung bình và là công su t tiêu tán trung bình: P(avg)=ICC(avg).VCC . Trong ó: ICC(avg)=(ICCH+ICCL):2. Các c ng logic h TTL có công su t tiêu tán hàng mW, còn h MOS thì ch hàng W.• Kh năng ch u t i (Fan-Out). Kh năng này ch ra s u vào l n nh t có th n i v i m t u ra c a m ch logic cùng lo i, nói lên kh năng ch u t i c a m t m ch logic. Fan-OutH = IOH / IIH (UL-Unit Load); Fan-OutL = IOL / IIL (UL); Khi s d ng các vi m ch s , ngư i ta dùng giá tr nh nh t trong hai giá tr trên.• Th i tr truy n (Propagation delays). Th i tr truy n là kho ng th i gian gi ch m c a tín hi u u ra so v i tín hi u u vào c a m t m ch logic. Có hai lo i th i tr truy n: th i tr truy n t th p lên cao tPLH và th i tr truy n t cao xu ng th p tPHL. Tùy theo h IC, th i tr truy n thay i t vài ns n vài trăm ns. Th i tr truy n càng l n thì t c làm vi c c a IC càng nh .• Tích s công su t-v n t c (speed- power product). ánh giá ch t lư ng IC, ngư i ta dùng i lư ng tích s công su t-v n t c ó là tích s công su t tiêu tán và th i tr truy n. Thí d h IC có th i tr truy n là 10 ns và công su t tiêu tán trung bình là 50 mW thì tích s công su t- v n t c là: 10 ns x 5 mW =10.10-9 x 5.10-3 = 50x10-12 watt-sec = 50 picojoules (pj). M t IC có ch t lư ng càng t t khi tích s công su t-v n t c càng nh .• Tính mi n nhi u (noise immunity) Tính mi n nhi u c a m t m ch logic là kh năng ch ng nhi u c a m ch và ư c xác nh b i l nhi u. L nhi u là s chênh l ch c a các i n th VOH(min) v i VIH(min) và VOL(max) v i VIL(max) nên ta có 2 giá tr l nhi u: - L nhi u m c cao: VNH = VOH(min) - VIH(min). - L nhi u m c th p: VNL = VIL(max) - VOL(max).Khi u vào có m c cao, n u t/h nhi u có giá trâm và biên >VNH s làm cho i n th u vàorơi vào vùng b t nh và m ch không nh n ra ư c t/h vào thu c m c logic nào. Khi u vàom c th p, tín hi u nhi u có tr dương và biên>VNL s ưa ...