Bài giảng Điện tử số - Chương 2 pps

11/13/2009 31 Chương 2 Các cổng logic cơ bản và mạch thực hiện 61 Nội dung chương 2 2.1. Các phần tử logic cơ bản 2.2. Các mạch tích hợp số 2.3. Ký hiệu các phần tử logic cơ bản 62 11/13/2009 32 2.1. Các phần tử logic cơ bản  Thành phần cơ bản cấu thành máy tính và các mạch số khác là các phần tử logic.  Phần tử logic có khả năng suy luận, đưa ra các quyết định ở mức độ đơn giản. Có 3 loại phần tử logic cơ bản:  AND  OR  NOT  Việc kết nối nhiều phần tử logic lại với nhau thì lại tạo thành mạch lớn và thực hiện được những chức năng phức tạp. 63 U 1 U Y D 2 D 1 R U 2 U 1 ,U 2 = 0 hoặc E vôn U 1 A, U 2 B, U Y F(A,B) 0v 0, Ev 1 Bảng thật hàm Hoặc 2 biến 2.1.1. Mạch Hoặc dùng ĐIÔT U 1 U 2 U Y 0 0 0 0 E E E 0 E E E E A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 64 11/13/2009 33 ĐIÔT U A > U K : Điôt thông I D >0 U A D U K I D U A <= U K : Điôt tắt I D = 0 65 U 1 A, U 2 B, U s F(A,B) 0v 0, Ev 1 Bảng thật hàm Và 2 biến U 1 , U 2 = 0 hoặc E vôn U 1 U Y D 2 D 1 R U 2 +E 2.1.2. Mạch VÀ dùng ĐIÔT U 1 U 2 U Y 0 0 0 0 E 0 E 0 0 E E E A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 66 11/13/2009 34 U E = 0 hoặc E vôn U E A, U Y F(A) 0v 0, Ev 1 Bảng thật hàm Phủ định R b R c E U E U Y U E U Y 0 E E 0 A F(A) 0 1 1 0 2.1.3. Mạch Đảo dùng tranzixto 67 NPN PNP Ie = Ib +Ic, Ie và Ic >> Ib Tranzixto  Tranzixto là dụng cụ bán dẫn, có 2 kiểu: NPN và PNP  Tranzixto thường dùng để khuếch đại. Còn trong mạch lôgic, tranzixto làm việc ở chế độ khóa, tức có 2 trạng thái: Tắt (Ic = 0, Ucemax), Thông (có thể bão hòa): Icmax, Uce = 0 Ic Ib Ib Ie Ic Ie E B C C B E 68 11/13/2009 35 Mạch tích hợp (IC): Integrated Circuits Mạch rời rạc Mạch tích hợp • tương tự : làm việc với tín hiệu tương tự • số: làm việc với tín hiệu chỉ có 2 mức 1 0 2.2. Các mạch tích hợp số 69  Phân loại theo số tranzixto chứa trên một IC SSI Small Scale Integration (Mạch tích hợp cỡ nhỏ) n < 10 MSI MediumScale Integration (Mạch tích hợp cỡ trung bình) n = 10 100 LSI Large Scale Integration (Mạch tích hợp cỡ lớn) n = 100 1000 VLSI Very Large Scale Integration (Mạch tích hợp cỡ rất lớn) n = 10 3 10 6 2.2. Các mạch tích hợp số 70 11/13/2009 36  Phân loại theo bản chất linh kiện được sử dụng Sử dụng tranzixto lưỡng cực: RTL (Resistor Transistor Logic) DTL (Diode Transistor Logic) TTL (Transistor Transistor Logic) ECL (Emiter Coupled Logic) Sử dụng tranzixto trường (FET: Field Effect Transistor): MOS (Metal Oxide Semiconductor) NMOS – PMOS CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 2.2. Các mạch tích hợp số 71  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính điện • Các mức lôgic. Ví dụ: Họ TTL 5 v 2 0,8 0 Vào TTL Mức 1 Dải không xác định Mức 0 3,3 0,5 0 5 v Ra TTL Mức 1 Dải không xác định Mức 0 2.2. Các mạch tích hợp số 72 11/13/2009 37  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính điện • Thời gian truyền: gồm Thời gian trễ của thông tin ở đầu ra so với đầu vào Thời gian trễ trung bình được đánh giá: Ttb = (T LH + T HL )/2 Vào Ra L H 50% T LH H L 50% 50% H L H L T HL 50% 2.2. Các mạch tích hợp số 73  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính điện • Thời gian truyền: 100% t R t F 90% 10% 0% Thời gian cần thiết để tín hiệu chuyển biến từ mức 0 lên mức 1 (sườn dương), hay từ mức 1 về mức 0 (sườn âm) t R : thời gian thiết lập sườn dương(sườn lên) t F : thời gian thiết lập sườn âm(sườn xuống) 2.2. Các mạch tích hợp số 74 11/13/2009 38  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính điện • Công suất tiêu thụ ở chế độ động: MHz f 0,1 1 10 100 mW P TTL ECL CMOS 0,1 1 10 2.2. Các mạch tích hợp số 75  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính cơ * DIL/DIP (Dual In Line Package): số chân từ 8 đến 64. 2.2. Các mạch tích hợp số 76 11/13/2009 39  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính cơ * SIL/SIP (Single In Line Package) * Vỏ hình vuông 2.2. Các mạch tích hợp số 77  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính cơ * Vỏ hình vuông 2.2. Các mạch tích hợp số 78 11/13/2009 40 Phần tử AND dùng IC 79 Phần tử AND dùng IC (tt) 80 [...]...11/13 /20 09 Phần tử OR dùng IC 81 Phần tử NAND dùng IC 82 41 11/13 /20 09 Phần tử NOR dùng IC 83 Phần tử XOR dùng IC A B A.B A.B 84 42 11/13 /20 09 Phần tử XNOR dùng IC A B A.B A.B 85 2. 3 Ký hiệu các phần tử lôgic cơ bản Đảo Và A A A 1 A A A & AB AB B B Hoặc V - ảo (NAND) A B & AB A B AB A B & AB A 1 A+B B 86 43 11/13 /20 09 2. 3 Ký hiệu các phần tử lôgic cơ bản Hoặc-Đảo (NOR) A 1 A+B AB A... Hoặc V - ảo (NAND) A B & AB A B AB A B & AB A 1 A+B B 86 43 11/13 /20 09 2. 3 Ký hiệu các phần tử lôgic cơ bản Hoặc-Đảo (NOR) A 1 A+B AB A A =1 B AB AB A B 1 10 1 11 Hoặc mở rộng (XOR) 0 01 B F 00 1 0 B 87 Chương 3 Hệ tổ hợp 88 44 . 11/13 /20 09 31 Chương 2 Các cổng logic cơ bản và mạch thực hiện 61 Nội dung chương 2 2. 1. Các phần tử logic cơ bản 2. 2. Các mạch tích hợp số 2. 3. Ký hiệu các phần tử logic cơ bản 62 11/13 /20 09 32 2.1 tích hợp số 78 11/13 /20 09 40 Phần tử AND dùng IC 79 Phần tử AND dùng IC (tt) 80 11/13 /20 09 41 Phần tử OR dùng IC 81 Phần tử NAND dùng IC 82 11/13 /20 09 42 Phần tử NOR dùng IC 83 Phần tử XOR dùng. mạch tích hợp số 75  Một số đặc tính của các mạch tích hợp số  Đặc tính cơ * DIL/DIP (Dual In Line Package): số chân từ 8 đến 64. 2. 2. Các mạch tích hợp số 76 11/13 /20 09 39  Một số đặc tính