Космонавтика  Конструирование интегральных микросхем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

схемы 2И-НЕ типа FAST. Схема имеет три ступени усиления VT1, VT2, VT3. Это повышает значение порогового напряжения на входе, что, в свою очередь, позволяет применить р-п диоды VD1 и VD2 для реализации на входе Ubx=1,5 В.

Диоды Шотки на входе схемы VD3 и VD4 обеспечивают разряд: у паразитных емкостей база-эмиттер транзисторов VT1 и VT2. При включении VT2 напряжение на его коллекторе падает и диод VD7 обеспечивает разрядку емкости база-эмиттер VT6, т. е. диоды VD3, VD4 и VD7 увеличивают скорость переключения транзисторов VTl, VT2, VT6. Диод VD8 обеспечивает быструю разрядку емкости нагрузки через VD8 и VT2 с увеличением тока на базе VT3, что способствует его быстрому переключению при переходе от высокого к низкому уровню выходного напряжения. В отличие от типовой схемы ТТЛ с диодами Шотки схема типа FAST включает диоды VD9-VD11 и транзистор VT7, которые кратковременно обеспечива-вают низкий импеданс на базе транзистора VT3 при переходе от низкого к высокому уровню выходного напряжения. Увеличение напряжения на эмиттере транзистора VT5 вызывает прохождение тока смещения через VD9 и кратковременное включение VT7, что, в свою очередь, снижает напряжение на базе VT3 и вызывает поглощение тока смещения, проходящего через емкость коллектор-база транзистора VT3. При этом уменьшается врелгя его выключения. Введение дополнительных элементов в схему FAST позволило уменьшить время нарастания напряжения на выходе и снизить до минимума динамическую мощность потребления. Диод VD10 обеспечивает разряд емкости VD9 через VD7. Диод VD11 ограничивает снижение напряжения базы VT3 под влиянием VT7 до необходимого уровня без уменьшения скорости переключения на больших частотах. Фиксирующий диод Vni2 на выходе ограничивает значение отрицательных выбросов напряжения во всем диапазоне температур и при изменении напряжения питания. При увеличении тока нагрузки выходное сопротивление определяется сопротивлением R8=45 0m (у схем ALS это значение составляет 50 Ом). Таким образом, схемы FAST более приспособлены к работе на емкостные нагрузки, че.м схемы ALS. Схемы типа FAST не только более быстродействующие по сравнению со схемами ТТЛ, но и менее подвержены влиянию емкости и имеют стабильное значение задержки распространения при переключении схемы, которое изменяется всего на 0,5 не в широком диапазоне значений емкости нагрузки. Рассмотрим микросхемы ТТЛ более подробно.

2.4.1. Основные электрические параметры микросхем серий ТТЛ

Как было отмечено в § 2.2, к числу основных электрических п:-раметров, которые достаточно полно характеризуют все виды ТТЛ и позволяют сравнивать их между собой, относятся: быстродействие, потребляемая мощность, нагрузочная снособность, помехоустойчивость и коэффициент объединения по входу. К этим параметрам следует добавить также напряжения в состояниях О и 1 , так как они определяют возможность совместной работы схе.м ТТЛ разных серий. Эти уровни важно знать при сопряжении сигналов микросхем ТТЛ с сигналами других цифровых и аналоговых схем. Все микро-



Таблица 24

Серии микросхем

Параметр

Стандартные (Ш. KI55)

Высокого Сыстродейст-вия (Ш)

.Маломощные 1J4

с диодам Шотки (530, КР531)

М.1лочощ-

ные с диодами Шотки <53i, К555)

Усовершенствованные с диодами Шотки (15,i0)

Маломощные усовершенст-воваьгяые с диодами Шотки (153,), КР15,)3)

Типа FAST (1531, КР1531)

Iex> мА, Eie более

- 1,6

-0,18

-0,4

-2,4

-0,2

Igxi мА, не более

0,04

0,07

0,012

0,05

0,02

0,02

0,02

Ugbix. В, не более

0,35

Ugbix- В, не менее

Краз

1здр, НС, не более

15 (Сн= -45 пФ)

10 (С --30 пФ)

100 (Сн-= =40 пФ)

5 (С = = 15 пФ)

1здр, НС, не более

22 (С == -=15 пФ)

10 (Сн = -30 пФ)

100 (Сн= =40 пФ)

4,5 (С = = 15 пФ)

Рпот, мВт, не более

UnoM, В, не более

0,35

f, МГц, не более

5 ГГц

Приведено наименьшее из двух значений допустимого уровня помехи. 2 f - частота переключения



Таблица 2.5

Серии

микросхем

Параметр

Стандартные

Высокого быстродействия

Мало-мощ яые

С диодами .Шотки

Маломощиме с диодами Шотки

Усовершенствованные с диодами Шотки

Маломощные усовершенствованные с диодами Шотки

Типа FAST

try ю ю i£

g S i£

Максимальное на-

5,25

5,25

5,25

пряжение питания, В

Максимальное на-

пряжение на входе, В

Максимальное на-

5,25

5.25

5,25

5,25

5.25

5,25

5,25

пряжение, приложенное к выходу закрытой схемы, В

Минимальное на-

-0,4

-0,4

-0,4

-1,56

-0,4

-0.4

-0,4

-0,5

-0,4

-0,4

-0,5

-0,5

пряжение на входе, В

Максимальная ем-

костная нагрузка, пФ



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165