Chương 8: Các họ vi mạch số pptx

Khoa KTMT Vũ Đức Lung 1 Chương 8: Các họ vi mạch số Chương 8: Các họ vi mạch số  Các họ mạch logic lưỡng cực  Các họ mạch logic đơn cực  Các đặc trưng của các vi mạch số Khoa KTMT Vũ Đức Lung 2 Phân loại Phân loại  Khái niệm họ vi mạch số họ vi mạch số (họ các phần tử Logic) họ mạch logic lưỡng cực họ mạch logic lưỡng cực - RTL (resistor – transistor logic) - DTL (diode-transistor logic) - TTL (transistor-transistor logic) họ mạch logic đơn cực họ mạch logic đơn cực - PMOS - NMOS - CMOS Khoa KTMT Vũ Đức Lung 3 Các đặc trưng cơ bản của IC Các đặc trưng cơ bản của IC – Tốc độ hoạt động: phụ thuộc vào thời gian trì hoãn truyền tải: – Hàm chức năng mà mạch phải thực hiện – Fan in, Fan out – Thời gian trễ trung bình – Tần số hoạt động lớn nhất cho phép – Khả năng chống nhiễu – Công suất tiêu thụ – Các yêu cầu về nguồn điện – Miền nhiệt độ họat động: 0-700C cho các ứng dụng tiêu dùng và công nghiệp, từ 550C – 1250C cho các mục đích quân sự 2 pLHpHL delay tt t + = input output Khoa KTMT Vũ Đức Lung 4 Các đặc trưng cơ bản của IC (tt) Các đặc trưng cơ bản của IC (tt) Các tham số dòng và áp Các tham số dòng và áp : :  V IH (điện áp tối thiểu mà cổng có thể nhận biết mức 1)  V IL (điện áp tối đa mà cổng có thể nhận biết mức 0)  V OH (điện áp tối thiểu tại đầu ra tương ứng mức 1)  V OL (điện áp tối đa tại đầu ra tương ứng mức 0)  I IH (dòng tối thiểu được cung cấp tương ứng với mức 1)  I IL (dòng tối đa được cung cấp tương ứng với mức 0)  I OH (dòng cực đại mà ngõ ra cung cấp tương ứng với mức 1)  I OL (dòng cực tiểu mà ngõ ra cung cấp tương ứng với mức 0) Khoa KTMT Vũ Đức Lung 5 Các đặc trưng cơ bản của IC (tt) Các đặc trưng cơ bản của IC (tt)  Nhiễu Khoa KTMT Vũ Đức Lung 6 Diode Diode  Diode dẫn điện theo một hướng  Đặc trưng của Diode là điện áp ngưỡng V t  Khi V D >V t thì sẽ có dòng điện I D I D + V D – Anode Cathode Khoa KTMT Vũ Đức Lung 7 Transistor lưỡng cực Transistor lưỡng cực  Transistor lưỡng cực (Bipolar transistor) ~ transistor lưỡng cực nối - BJT( Bipolar junction transistor) có hai loại: – NPN – PNP  Các cực: – Cực nền (Base) – Cực phát (Emitter) – Cực thu (Collector)  Hoạt động chuyển mạch BJT được điều khiển bởi: V BE , V BC , I B B E C B E C Các ký hiệu của PJT a) NPN b) PNP Khoa KTMT Vũ Đức Lung 8 Họ RTL (resistor – transistor logic) Họ RTL (resistor – transistor logic)  Là loại vi mạch đều tiên  Nhược điểm: – Cần có các điện trở lớn, độ chính xác và tính ổn định cao – Tốc độ hoạt động của mạch thấp Ví dụ, một cổng NOR RTL Khoa KTMT Vũ Đức Lung 9 HỌ DTL (DIODE-TRANSISTOR LOGIC) HỌ DTL (DIODE-TRANSISTOR LOGIC)  Ví dụ, cổng NAND DTL Khoa KTMT Vũ Đức Lung 10 H H ọ ọ TTL (transistor-transistor logic) TTL (transistor-transistor logic)  Các loại RTL và DTL sớm bị thay thế bởi TTL [...]... sckottky  Diode Schottky có Vt thấp hơn loại thường C C B B E E Khoa KTMT Vũ Đức Lung 12 Các tính chất của IC TTL Khoa KTMT Vũ Đức Lung 13 HỌ TTL BA TRẠNG THÁI (TRISTATE) Khoa KTMT Vũ Đức Lung 14 MẠCH LOGIC MOS  MOS (Metal – Oxide Semiconductor)  Transistor MOS hiệu ứng trường (MOSFET – MOS Field- Effect Transistor)  Các loại MOSFET: – NMOS tăng cường, NMOS suy biến – PMOS tăng cường , PMOS suy biến... NMOS: D B G S Khoa KTMT Vũ Đức Lung 15 Đặc điểm của logic MOS  So với họ lưỡng cực thì N-MOS và P-MOS có tốc độ hoạt động chậm hơn, tiêu hao năng lượng ít hơn, giới hạn nhiễu hẹp hơn, khoảng điện thế nguồn nuôi lớn hơn, hệ số tải lớn hơn và đòi hỏi ít chỗ trên chip hơn VDD  Mức logic dành cho mạch MOS là: – V(0) ≈ 0V – V(1) ≈ VDD  VD mạch NOT dùng NMOS tĩnh: Output Input Khoa KTMT Vũ Đức Lung 16 CMOS... Khả năng tải lớn Khoa KTMT Vũ Đức Lung 17 Bộ chuyển đổi ADC - DAC  Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC – ADC 0801/ ADC0802/ ADC0803/ ADC0804/ ADC0805 (IC CMOS 20 chân) IC DAC chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự Khoa KTMT Vũ Đức Lung 18 Tự đọc thêm  Vấn đề giao tiếp giữa các họ Logic  Hazard Khoa KTMT Vũ Đức Lung 19 Khoa KTMT Vũ Đức Lung 20 ...CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌ TTL CHUẨN  Loạt IC TTL chuẩn đầu tiên gọi là seri 54/74  Khoảng nhiệt độ và điện thế nguồn – Seri 74 : 4.75  5.25 ; 00C  700C – Seri 54 : 4.5  5.5 ; -550C  1250C  Mức điện thế của seri 74  Công suất tiêu hao bình quân một cổng khoảng 10mW  tpLH=11ns ; tpHL=7ns ; tdelay = 9ns  Đầu ra TTL chuẩn có thể kích thích 10 đầu vào TTL chuẩn Khoa KTMT Vũ Đức Lung 11 Họ TTL . Khoa KTMT Vũ Đức Lung 1 Chương 8: Các họ vi mạch số Chương 8: Các họ vi mạch số  Các họ mạch logic lưỡng cực  Các họ mạch logic đơn cực  Các đặc trưng của các vi mạch số Khoa KTMT Vũ Đức Lung. số Khoa KTMT Vũ Đức Lung 2 Phân loại Phân loại  Khái niệm họ vi mạch số họ vi mạch số (họ các phần tử Logic) họ mạch logic lưỡng cực họ mạch logic lưỡng cực - RTL (resistor – transistor logic) - DTL. logic) - TTL (transistor-transistor logic) họ mạch logic đơn cực họ mạch logic đơn cực - PMOS - NMOS - CMOS Khoa KTMT Vũ Đức Lung 3 Các đặc trưng cơ bản của IC Các đặc trưng cơ bản của IC – Tốc độ