MẠCH ĐIỆN CỔNG LOGIC docx

1 MẠCH ĐIỆN CỔNG LOGIC 2 DIODE  Diode:  Kí hiệu:  Chức năng: cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ A đến K  Hoạt động:  Nếu U A > U K thì I AK > 0, Diode làm việc ở chế độ Thông  Nếu U A ≤ U K thì I AK = 0, Diode làm việc ở chế độ Tắt 3  Transistor lưỡng cực:  Có 2 loại: NPN và PNP  Transistor có 3 cực:  B: Base – cực gốc  C: Collector – cực góp  E: Emitter – cực phát  Chức năng: Dùng để khuếch đại (thông) dòng I C bằng việc điều khiển dòng I B  Hoạt động:  I B = 0, Transistor làm việc ở chế độ không khuếch đại (tắt), I C = 0  I B > 0, Transistor làm việc ở chế độ khuếch đại (thông), I C = β.I B , trong đó β là hệ số khuếch đại. BJT 4  Transistor trường (MOSFET kênh cảm ứng) N: U GS = 0 ⇒ I D = 0 ⇒ T tắt hay khóa mở (R = ∞) U GS ≥ 0 ⇒ có I D ⇒ T thông hay khóa đóng (R = 1K) P: Ngược lại kênh N FET 5 Phần tử AND 2 đầu vào dùng Diode  Xét mạch ở hình bên.  Giả sử lấy TTL làm chuẩn cho hoạt động của mạch.  Lần lượt đặt điện áp 0V và 5V vào 2 đầu vào A và B, sau đó đo điện áp tại đầu ra S, ta có: S = A.B 6 Phần tử OR 2 đầu vào dùng Diode  Xét mạch ở hình bên.  Giả sử lấy TTL làm chuẩn cho hoạt động của mạch.  Lần lượt đặt điện áp 0V và 5V vào 2 đầu vào A và B, sau đó đo điện áp tại đầu ra S, ta có: S = A+B 7 Phần tử NOT dùng Transistor  Xét mạch ở hình sau.  Giả sử lấy TTL làm chuẩn cho hoạt động của mạch.  Lần lượt đặt điện áp 0V và 5V vào đầu vào A và chọn R b đủ nhỏ sao cho Transistor thông bão hòa, sau đó đo điện áp tại đầu ra S, ta có: AS = 8 Các mạch tích hợp số  Các phần tử logic được cấu thành từ các linh kiện điện tử  Các linh kiện điện tử này khi kết hợp với nhau thường ở dạng các mạch tích hợp hay còn gọi là IC (Integrated Circuit).  Mạch tích hợp hay còn gọi là IC, chip, vi mạch, bo… có đặc điểm:  Ưu điểm: mật độ linh kiện, làm giảm thể tích, giảm trọng lượng và kích thước mạch.  Nhược điểm: hỏng một linh kiện thì hỏng cả mạch.  Có 2 loại mạch tích hơp:  Mạch tích hợp tương tự: làm việc với các tín hiệu tương tự  Mạch tích hợp số: làm việc với các tín hiệu số 9 Phân loại mạch tích hợp số  Theo mật độ linh kiện:  Tính theo số lượng cổng (gate).  Một cổng có khoảng 2÷10 transistor  VD: cổng NAND 2 đầu vào có cấu tạo từ 4 transistor  Có các loại sau:  SSI - Small Scale Integration: các vi mạch có mật độ tích hợp cỡ nhỏ: < 10 cổng/chip  MSI - Medium Scale Integration: các vi mạch có mật độ tích hợp cỡ trung bình: 10 ÷ 100 cổng/chip  LSI - Large Scale Integration: các vi mạch có mật độ tích hợp cỡ lớn: 100 ÷ 1000 cổng/chip  VLSI - Very Large Scale Integration: các vi mạch có mật độ tích hợp cỡ rất lớn: 10 3 ÷10 6 cổng/chip  ULSI - Ultra Large Scale Integration: các vi mạch có mật độ tích hợp cỡ cực kỳ lớn: > 10 6 cổng/chip 10 Phân loại mạch tích hợp số (tiếp)  Theo bản chất linh kiện được sử dụng:  IC sử dụng Transistor lưỡng cực:  RTL Resistor Transistor Logic (đầu vào mắc điện trở, đầu ra là Transistor)  DTL Diode Transistor Logic (đầu vào mắc Diode, đầu ra là Transistor)  TTL Transistor Transistor Logic (đầu vào mắc Transistor, đầu ra là Transistor)  ECL Emitter Coupled Logic (Transistor ghép nhiều cực emitter)  IC sử dụng Transistor trường - FET (Field Effect Transistor)  MOS Metal Oxide Semiconductor  CMOS Complementary MOS [...]... tính điện của IC  Dải điện áp quy định mức logic  VD: với chuẩn TTL ta có: 5V 2V 5V Dải điện áp không xác định Dải điện áp không xác định 0.8V 2.7V 0,5V 0V 0V Vào Ra 11 Đặc tính điện của IC  VD: với chuẩn MOS (5V) ta có: 5V 5V 4.95V 3.5V Dải điện áp không xác định Dải điện áp không xác định 1.5V 0,05V 0V 0V Vào Ra 12 Đặc tính điện của IC  VD: với chuẩn MOS (10V) ta có: 10V 10V 9.95V 7V Dải điện. .. nhất 20 Đặc tính điện của IC (tiếp)  Khả năng giao tiếp và kích tải Một cổng logic thường hoạt động với nhiều cổng logic trước và sau nó nên phải có khả năng giao tiếp tự nhiên Mỗi cổng logic phải có khả năng kích các tải , số lượng tải phụ thuộc vào thông số của cổng 21 Đặc tính điện của IC (tiếp)  Khả năng chống nhiễu Các loại nhiễu (các tín hiệu ngoài ý muốn từ bên ngoài tác động vào mạch, các tín... 10% đến 90% giá trị biên độ cực đại 19 Đặc tính điện của IC (tiếp)  Công suất tiêu thụ ở chế độ động:  Chế độ động là chế độ làm việc có tín hiệu Khi cổng logic hoạt động, nó tiêu thụ công suất điện từ nguồn cấp một chiều, công suất này đổi thành nhiệt làm nóng IC một cách vô ích (công suất tiêu tán)  Là công suất tổn hao trên các phần tử trong vi mạch, nên cần càng nhỏ càng tốt  Công suất tiêu... cổng 21 Đặc tính điện của IC (tiếp)  Khả năng chống nhiễu Các loại nhiễu (các tín hiệu ngoài ý muốn từ bên ngoài tác động vào mạch, các tín hiệu ngẫu nhiên do chính mạch phát ra) ảnh hưởng lên hoạt động logic của mạch Do đó các cổng logic có khả năng chống ảnh hưởng của nhiễu càng cao càng tốt 22 Thông số kỹ thuật của TTL  TTL 23 Thông số kỹ thuật của MOS  MOS 24 Đặc tính cơ của IC  Là đặc tính... 9.95V 7V Dải điện áp không xác định Dải điện áp không xác định 3V 0,05V 0V 0V Vào Ra 13 Giao tiếp TTL - CMOS  5V mức thấp (phù hợp) 14 Giao tiếp TTL - CMOS  5V múc cao 15 Giao tiếp TTL - CMOS  5V mức cao 16 Giao tiếp TTL - CMOS  TTL 5V, CMOS 10V 17 Giao tiếp TTL - CMOS  18 Đặc tính điện của IC (tiếp)  Thời gian truyền: tín hiệu truyền từ đầu vào tới đầu ra của mạch tích hợp phải mất một khoảng thời . 1 MẠCH ĐIỆN CỔNG LOGIC 2 DIODE  Diode:  Kí hiệu:  Chức năng: cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ A đến K  Hoạt động:  Nếu U A . ra S, ta có: AS = 8 Các mạch tích hợp số  Các phần tử logic được cấu thành từ các linh kiện điện tử  Các linh kiện điện tử này khi kết hợp với nhau thường ở dạng các mạch tích hợp hay còn gọi. kiện thì hỏng cả mạch.  Có 2 loại mạch tích hơp:  Mạch tích hợp tương tự: làm việc với các tín hiệu tương tự  Mạch tích hợp số: làm việc với các tín hiệu số 9 Phân loại mạch tích hợp số  Theo