Giới thiệu
Vi mạch số gồm các mạch lôgíc cơ bản để thực hiện các thuật toán logic và các hàm logic khác nhau.
Các vi mạch số là các thiết bị 2 trạng thái, một trạng thái gần với 0 vôn hoặc đất (gọi là mức thấp hoặc ký hiệu là L), và trạng thái kia gần với điện áp cung cấp cho mạch (gọi là mức cao hoặc ký hiệu là H). Các mạch tích hợp số có thể xử lý các bit nhị phân riêng lẻ hoặc các từ nhiều bit nhị phân.
Hầu hết các vi mạch số được sử dụng hiện nay là các vi mạch số chế tạo trên cơ sở các tranzito lưỡng cực và tranzito trường. Mỗi một vi mạch số hầu như đều có thể thực hiện được một chức năng hoàn chỉnh, nên chúng cần rất ít linh kiện mắc thêm ở bên ngoài.
Các tham số cơ bản của vi mạch số: - Mức logic: mức logic 0 và mức logic 1
Các mức logic này là các trị số điện áp tương ứng với mức logic thấp và mức logic cao, tùy từng loại mà nó có trị số điện áp khác nhau
- Nguồn nuôi: nguồn cung cấp phải đảm bảo độ ổn định cao.
- Khả năng ghép tải: biểu thị khả năng ghép được bao nhiêu lối vào của cổng logic tới một
lối ra của một cổng cho trước.
- Tốc độ chuyển mạch hay còn gọi là độ tác động nhanh của vi mạch: Loại cực nhanh ttb ≤ 5 nsec
Loại nhanh ttb = 5 ÷ 10 nsec
Loại trung bình ttb = 10 ÷ 100 nsec Loại chậm ttb > 100 nsec
- Công suất tiêu thụ: công suất tiêu thụ của vi mạch số phụ thuộc vào tín hiệu đặt lên nó. - Dải nhiệt độ làm việc: mỗi hãng sản xuất có một chỉ tiêu nhiệt độ khác nhau.
Phân loại
Các vi mạch hàm logic cơ bản trên tranzito lưỡng cực và tranzito trường gồm các loại: Tranzito logic với liên kết trực tiếp (TL); Điện trở - tranzito logic (RTL); Điốt - tranzito logic (DTL); Tranzito - tranzito logic (TTL); Logic MOS; Logic CMOS (complementary MOS).
Hai họ vi mạch số quan trọng nhất và được sử dụng nhiều nhất là họ TTL/LS và họ CMOS. Họ TTL là các vi mạch trong đó tích hợp các tranzito lưỡng cực với một tranzito nhiều tiếp xúc gốc- phát. Mỗi một tiếp xúc BE là một lối vào. Còn họ CMOS trong đó tích hợp các tranzito trường MOS kênh cảm ứng loại P và N đấu bù nhau.
Họ TTL có tốc độ chuyển mạch cao (ttb = 6 ÷ 15 nsec), công suất tiêu thụ thấp (45 ÷ 15 μW) và khả năng chịu tải lớn (hệ số tải n > 10)
Dòng vào của MOS rất nhỏ vì thế điện trở lối vào của tranzito MOS rất lớn cho phép chế tạo vi mạch có khả năng chịu tải cao (n = 10 ÷ 20), có độ chống nhiễu cao và công suất tiêu thụ rất nhỏ.
Giới thiệu một số loại vi mạch số (IC logic)
• Mạch AND • Mạch NAND • Mạch OR • Mạch NOR • Mạch NOT • Mạch giải mã địa chỉ