фывапывфпм. Цифровые интегральные микросхемы общие сведения
 Скачать 0.93 Mb.
|
ЦИФРОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫОбщие сведенияВ качестве активных элементов цифровых микросхем сейчас применяются два типа транзисторов: биполярные и полевые (униполярные). Последние имеют структуру металл – окисел – полупроводник (МОП) или, как ее еще называют, металл – диэлектрик – полупроводник (МДП). Способ соединения транзисторов между собой в пределах одного элемента определяет их логический базис. В настоящее время наибольшее распространение имеют: транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) в нескольких модификациях, эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ), или, как ее еще называют, логика на переключателях тока (ПТТЛ), и в меньшей мере – диодно-транзисторная логика (ДТЛ). Логические элементы на биполярных транзисторах, применявшиеся на ранних этапах развития микросхемотехники: с непосредственной связью (НСТЛ), резисторно-транзисторная логика (РТЛ), резисторно-емкостная логика (РЕЛ) – сейчас морально устарели и в новых разработках не используются. Микросхемы на основе полевых транзисторов также широко используются в настоящее время. Наиболее распространены и перспективны схемы, основанные на совместном включении пары транзисторов с каналами разных видов проводимости, так называемые комплементарные структуры (КМОП-структуры). Системы счисления и двоичные кодыОснование системы – это число, равное количеству цифр, необходимых для выражения всех чисел в пределах одного разряда. Десятичная (децимальная) система счисления – типичный пример позиционной системы. Положительное число из iразрядов в позиционной системе с основанием а может быть представлено как Nа = х i-1 a i-1 + x i-2 a i-2 + ... + x 1 a 1 + x 0 a0, (2-1) где х – любая цифра от 0 до а-1; здесь первый член представляет собой старший разряд числа, а последний – младший. В десятичной системе, например, число 573 можно представить как 57310 = 5 102 + 7101 +3100. В цифровой аппаратуре применяют приборы, которые имеют два рабочих состояния. Здесь наиболее удобными оказались двоичные (бинарные) коды. В цифровой технике наибольшее применение получил так называемый натуральный двоичный код, в которомi-разрядное число представляется как N2 = х i-1 2 i-1 + x i-2 2 i-2 + ... + x 1 2 1 + x 0 20, (2-2) Этот двоичный код называют еще кодом 8421 – по весовым коэффициентам (или короче – весам) первых четырех разрядов числа. Двоичное число в обратном коде отличается от числа в прямом коде тем, что в каждом разряде имеет 0 вместо 1 и наоборот. Дополнительный код числа образуется из обратного кода добавлением 1 к младшему разряду. Так, десятичному числу 9 в обратном двоичном коде соответствует число 0110, а в дополнительном 0111. Широко применяется двоично-десятичный код, в котором цифры каждого разряда десятичного числа представляются четырехразрядным двоичным числом (тетрадой). Главный недостаток двоично-десятичного кода – громоздкость и избыточность, так как шесть двоичных комбинаций (от 10102 = 1010 до 11112 = 1510) при этом не используются. Булева алгебраМатематический аппарат, описывающий действия дискретных устройств, базируется на алгебре логики. Булева алгебра оперирует двоичными переменными, которые условно обозначаются, как 0 и 1, и подчиняются условию: х = 1, если х 0, и х = 0, если х 1. Простейших логических операций три: отрицание (инверсия, операция НЕ), логическое умножение (конъюнкция, операция И) и логическое сложение (дизъюнкция, операция ИЛИ). Более сложные логические преобразования можно свести к указанным операциям. Два аргумента дают 16 значений функции (табл.1). Таблица 1
| ||||||||||||||||||||||||
y = x2 
