Аженов Алмат Тема лекций: Интегральная схема. Алматы 2013 Казахский национальный университет имени аль-Фараби Факультет механики и математики Кафедра Информатики. - презентация

1 Аженов Алмат Тема лекций: Интегральная схема. Алматы 2013 Казахский национальный университет имени аль-Фараби Факультет механики и математики Кафедра Информатики

2 Все компоненты ИС располагаются на тонкой пластине из полупроводника. Это схема известна как «Интегральная» потому, что и компоненты и соединения между ними интегрированы в кристалле и не могут быть отделены друг от друга. 2 ИС со снятой крышкой корпуса. На основании корпуса размещена керамическая подложка с выполненными на ней тонкоплёночными резисторами (1) и соединительными токоведущими дорожками (2); к контактным площадкам (3) бескорпусные транзисторы (4), конденсаторы (5); внешние контактные площадки (6) интегральной схемы соединены с выводами корпуса (7).

3 3 Кристалл ИС монтируется в корпусе. Выводы кристалла называют контактными площадками. После того как корпус закроют герметической крышкой получаемое изделие называют ИС в корпусе.

4 4 Степень интеграции ИС зависит от их назначения и определяется следующим образом: МИС (малые ИС). Количество логических вентилей в кристалле менее 10. СИС (средние ИС). Кристалл содержит от 10 до 100 логических вентилей. БИС (большие ИС). Кристалл содержит от 100 до логических вентилей. СБИС (сверхбольшие ИС). Колтчество вентилей в кристалле более

5 5 Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) разновидность цифровых логических микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов и резисторов. Название транзисторно-транзисторный возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций (например, И, ИЛИ), так и для усиления выходного сигнала. Простейший базовый элемент ТТЛ выполняет логическую операцию И-НЕ, в то же время за счёт использования многоэмиттерного транзистора, объединяет свойства диода и транзисторного усилителя что позволяет увеличить быстродействие, снизить потребляемую мощность и усовершенствовать технологию изготовления микросхемы.

6

7 7 В ТТЛ схемах вместо параллельного соединения диодов используется многоэмиттерный транзистор. Физика работы этого логического элемента не отличается от работы диодного логического элемента "2И". Высокий потенциал на выходе многоэмиттерного транзистора получается только в том случае, когда на обоих входах логического элемента (эмиттерах транзистора) присутствует высокий потенциал (то есть нет эмиттерного тока). Принципиальная схема базового логического элемента ТТЛ микросхемы приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Принципиальная схема базового логичиского элемента ТТЛ микросхемы

8 8 Рисунок 2. Условно-графическое обозначение логического элемента "2И-НЕ" Таблица 1. Таблица истинности схемы, выполняющей логическую функцию "2И-НЕ" Схема К531ЛА3 содержит в одном корпусе четыре логических элемента "2И-НЕ". Таблица истинности, реализуемая этой схемой, приведена в таблице 1, а условно-графическое обозначение этих логических элементов приведено на рисунке 2.

9 Объединение нескольких логических элементов "И" по схеме "ИЛИ" транзисторы VT2 соединяются параллельно в точках "а" и "б", а выходной каскад используется один. В результате быстродействие такого, достаточно сложного элемента, получается точно таким же, как и у одиночного логического элемента "2И-НЕ". Принципиальная схема логического элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" приведена на рисунке 4. Рисунок 4. Принципиальная схема ТТЛ микросхемы "2И-2ИЛИ-НЕ"

10 В настоящее время применяются два вида ТТЛ микросхем с пяти и с трёх вольтовым питанием, но, независимо от напряжения питания микросхем, логические уровни нуля и единицы на выходе этих микросхем совпадают. Поэтому дополнительного согласования между ТТЛ микросхемами обычно не требуется. Допустимый уровень напряжения на выходе цифровой ТТЛ микросхемы показан на рисунке 6. Рисунок 6. Уровни логических сигналов на выходе цифровых ТТЛ микросхем

11 Напряжение на входе цифровой микросхемы по сравнению с выходом обычно допускается в больших пределах. Границы уровней логического нуля и единицы для ТТЛ микросхем приведены на рисунке 7. Рисунок 7. Уровни логических сигналов на входе цифровых ТТЛ микросхем

12 Спасибо за внимание!