Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 8: Đặc điểm của IC số

Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 8: Đặc điểm của IC số với các nội dung thông số dòng và áp; thời gian trễ; nguồn cung cấp; ảnh hưởng của nhiễu; mức điện áp; IC TTL cổng NAND; kết nối giữa các mạch logic; mạch TTL cổng NOR...

Chương Đặc điểm IC số Th.S Đặng Ngọc Khoa Khoa Điện - Điện Tử Thơng số dịng áp Thơng số dịng áp „ Mức điện áp „ „ „ „ VIH(min): Điện áp ngõ vào mức cao: giá trị điện áp thấp cho mức logic ngõ vào VIL(max): Điện áp ngõ vào mức thấp: giá trị điện áp cao cho mức logic ngõ vào VOH(min): Điện áp ngõ mức cao: giá trị điện áp thấp cho mức logic ngõ VOL(max): Điệp áp ngõ mức thấp: giá trị điện áp cao cho mức logic ngõ Thông số dòng áp „ Mức dòng điện „ „ „ „ IIH: Dòng điện ngõ vào mức cao: dòng điện chảy vào mức logic IIL: Dòng điện ngõ vào mức thấp: dòng điện chảy vào mức logic IOH: Dòng điện ngõ mức cao: dòng điện chảy mức logic IOL: Dòng điện ngõ mức thấp: dòng điện chảy mức logic thấp Thời gian trễ „ Xét tín hiệu qua cổng đảo: „ „ „ „ tPLH thời gian trễ chuyển logic sang logic tPHL thời gian trễ chuyển logic sang logic tPLH tPHL không thiết phải Thời gian trễ liên quan đến tốc độ mạch logic Thời gian trễn nhỏ tốc độ mạch cao Thời gian trễ Thời gian trễ qua cổng đảo (NOT) Nguồn cung cấp „ „ Dịng điện trung bình + I CCL ⎞ ⎛I I CC ( avg ) = ⎜ CCH ⎟ ⎝ ⎠ Công suất P( avg ) = I CC ( avg ).VCC Ảnh hưởng nhiễu Mức điện áp „ „ „ Mạch hoạt động yêu cầu điện áp ngõ vào nằm khoảng xác định nhỏ VIL(max) lớn VIH(min) Điện áp ngõ nằm ngồi khoảng xác định phụ thuộc vào nhà sản xuất trường hợp tải Nguồn cung cấp có mức điện áp khơng gây mức điện áp ngõ không Current-Sourcing Current- Sinking Ở trạng thái logic cao, cổng lái cung cấp dòng cho cổng tải Ở trạng thái logic thấp, cổng lái nhận dòng từ cổng tải 10 Họ IC TTL „ Sơ đồ mạch cổng NAND TTL 11 IC TTL cổng NAND „ Ngõ trạng thái thấp 12 IC TTL cổng NAND „ Ngõ trạng thái cao 13 Kết nối mạch logic 14 Họ IC TTL „ „ Mạch TTL có cấu trúc tương tự Ngõ vào cathode tiếp giáp PN „ „ „ Ngõ vào mức cao turn off mối nối có dịng rò rỉ chạy qua Ngõ vào mức thấp turns on mối nối có dịng tương đối lớn chạy qua Phần lớn mạch TTL có cấu trúc ngõ ra, tương tự 15 Mạch TTL cổng NOR 16 Ký hiệu họ TTL „ Ký hiệu IC TTL số series 54/74 „ „ Series 54 hoạt động khoảng nhiệt độ rộng Ký hiệu chữ thể hãng sản xuất „ „ „ „ SN – Texas Instruments DM – National Semiconductor S – Signetics DM7402, SN7402, S7402 có chức 17 Ký hiệu họ TTL „ Chuẩn 74 TTL phân loại thành: „ „ „ „ „ „ „ Standard TTL, 74 series Schottky TTL, 74S series Low power Schottky TTL, 74LS series (LS-TTL) Advanced Schottky TTL, 74AS series (AS-TTL) Advanced low power Schottky TTL, 74ALS series 74F fast TTL Bảng 8-6 so sánh phân loại khác 18 Phân loại họ TTL 19 DataSheet họ TTL 20 10 Tải Fan-Out „ Fan out thể khả ngõ IC lái bao nhiên ngõ vào IC khác „ „ „ Một ngõ TTL bị giới hạn dịng chảy vào trạng thái thấp Một ngõ TTL bị giới hạn dòng cung cấp (dịng chảy ra) trạng thái cao Nếu dịng điện vượt q giới hạn điện áp ngõ nằm khoảng cho 21 phép Tải Fan-Out 22 11 Tải Fan-Out „ Xác định fan out „ „ Cộng IIH tất ngõ vào có kết nối đến ngõ xét Tổng phải nhỏ IOH Cộng IIL tất ngõ vào có kết nối đến ngõ xét Tổng phải nhỏ IOL 23 Tải Fan-Out „ Ví dụ: ngõ 74ALS00 lái ngõ vào 74ALS00? 24 12 DataSheet 74ALS00 25 Tính Fan - out High Output IOHMAX = -400 uAmps IOHMAX IIHMAX = 20uAmps FanoutHIGH = 400uAmp / 20 uAmp = 20 Low Output IOLMAX = mAmps IOHMAX IILMAX = - 0.1 mAmps FanoutLOW = mAmp / 0.4 mAmp = 80 26 13 Công nghệ MOS „ MOSFETs - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors „ „ „ „ Sản xuất đơn giản rẻ Tiêu tốn lượng Có thể thực nhiều mạch Dễ bị tác động tĩnh điện 27 Công nghệ MOS „ Ký hiệu MOSFET kênh N kênh P 28 14 Công nghệ MOS „ Trạng thái MOSFET 29 Logic MOSFET kênh N 30 15 Logic MOSFET kênh P 31 Cổng đảo CMOS 32 16 Cổng NAND CMOS 33 Cổng NOR CMOS 34 17 Ký hiệu họ CMOS „ „ „ „ „ 4000/1400 74C 74HC/HCT (high-speed CMOS) 74AC/ACT (advanced CMOS) 74AHC/AHCT (advanced high-speed CMOS) 35 IC điện áp thấp „ Họ CMOS : „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 74LVC (low voltage CMOS) 74ALVC (advanced low voltage CMOS) 74LV (low voltage) 74AVC (advanced very low voltage CMOS) 74AUC (advanced ultra-low voltage CMOS) 74AUP (advanced ultra-low power) 74CBT (cross bar technology) 74CBTLV (cross bar technology low voltage) 74GTLP (gunning transceiver logic plus) 74SSTV (stub series terminated logic) 74TVC (translation voltage clamp) 36 18 Cổng Tristate „ Ba trạng thái là: HIGH, LOW tổng trở cao 37 Cổng Tristate „ Tristate sử dụng làm đệm 38 19 Cổng Tristate „ Bộ đệm Tristate sử dụng nhiều tín hiệu sử dụng chung bus 39 Giao tiếp IC „ „ „ „ Lái (driver) – cung cấp tín hiệu ngõ Tải (load) – nhận tín hiệu Mạch giao tiếp (interface circuit) – kết nối thiết bị lái tải Kết nối họ IC khác mạch 40 20 Giao tiếp IC 41 TTL lái CMOS „ „ Về dịng điện, TTL hồn tồn lái CMOS Về điện áp, cần phải có điện trở kéo lên 42 21 CMOS lái TTL „ Trạng thái HIGH „ „ Khơng có vấn đề xảy CMOS lái TTL Trạng thái LOW „ „ Khơng có vấn đề với họ 74HC, 74HCT Những họ khác tùy theo trường hợp mà có tương thích với 43 Câu hỏi? 44 22 ... Current-Sourcing Current- Sinking Ở trạng thái logic cao, cổng lái cung cấp dòng cho cổng tải Ở trạng thái logic thấp, cổng lái nhận dòng từ cổng tải 10 Họ IC TTL „ Sơ đồ mạch cổng NAND TTL 11 IC. .. „ „ tPLH thời gian trễ chuyển logic sang logic tPHL thời gian trễ chuyển logic sang logic tPLH tPHL không thiết phải Thời gian trễ liên quan đến tốc độ mạch logic Thời gian trễn nhỏ tốc độ mạch... mức logic ngõ VOL(max): Điệp áp ngõ mức thấp: giá trị điện áp cao cho mức logic ngõ Thơng số dịng áp „ Mức dòng điện „ „ „ „ IIH: Dòng điện ngõ vào mức cao: dòng điện chảy vào mức logic IIL: