Порядок выполнения работы

Практическая работа №9

Тема:Ознакомление с составом, основными параметрами и функциональными возможностями интегральных микросхем 155 серии

Цели:

1. Ознакомление с одной из наиболее распространенных серий ИМС;

2. Ознакомление со справочной литературой по ИМС;

3. Закрепление навыков работы со справочной литературой.

Оснащение занятия:

1. Справочники по ИМС;

2. Описание практической работы;

3. Карточка с индивидуальным заданием (см. номер варианта в таблице №1).

Краткие сведения.

Микроэлектроника – область электроники, изучающая вопросы создания и применения микроэлектронных изделий.

Микроэлектронное изделие – электронное устройство с высокой степенью интеграции.

Интегральная микросхема (ИМС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки элементов (активных и пассивных), изготовленное в едином технологическом процессе и заключенное в общий корпус.

Элемент ИМС – часть микросхемы, реализующая функцию электро-радиоэлемента, которая выполнена нераздельно от кристалла и не может быть выделена как самостоятельное изделие.

Серия ИМС – совокупность типов ИМС, которые могут выполнять различные функции, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначены для совместного применения.

ИМС классифицируются по следующим признакам:

По выполняемым функциям ИМС делятся на:

а) аналоговые интегральные микросхемы (АИМС);

б) цифровые интегральные микросхемы (ЦИМС).

Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. В них любому допустимому значению входного сигнала соответствует определенное значение выходного. К АИМС относятся линейные ИМС. В них входной и выходной сигналы связаны коэффициентом передачи.

Цифровые интегральные микросхемы оперируют комбинацией символов «0» и «1» двоичной системы счисления. Этим значениям соответствуют крайние значения входных и выходных напряжений. На рис.1 приведен вид сигнала, подаваемого на вход ЦИМС. Участок сигнала, имеющий уровень выше напряжения соответствующего единице принимается за 1, а ниже напряжения соответствующего нулю принимается за 0.

К ЦИМС относятся логические схемы, реализующие логические операции И, ИЛИ, НЕ и т.д. Цифровые схемы, которые управляются уровнями напряжения, называются потенциальными.

Логические микросхемы делятся на:

1) комбинационные микросхемы (однотактные или без памяти), в которых выходной сигнал является функцией входных сигналов. К ним относятся ЦИМС реализующие логические операции И, ИЛИ, НЕ и т.д.;

2) последовательностные микросхемы (многотактные или с памятью), где выходной сигнал дополнительно зависит от состояния схемы в предыдущем интервале времени. К ним относятся счетчики, триггеры и т.д.

Основные типы логик.

ДТЛ - диодно-транзисторная логика, выполненная на диодах и транзисторах.

ТТЛ- транзисторно-транзисторная логика, выполненная как на обычных, так и на специальных многоэмиттерных транзисторах.

рМДПТЛ и nМДПТЛ - транзисторные логики на основе МДП-транзисторов с каналами типа р и n.

КМДПТЛ - комплиментарная (взаимодополняющая) логика, выполненная на основе сочетания МДП-транзисторов с каналами типа р и n.

и²Л - интегральная инжекционная логика. Применяется в больших интегральных схемах. У нее наилучшие показания по плотности упаковки элементов и быстродействию.

Статические параметры ЦИМС:

- значения высокого и низкого уровня напряжений;

- пороговые напряжения - это наименьшее значения высокого уровня напряжения и наивысшее значение напряжения низкого уровня на входе ЦИМС, при котором схема переходит из одного устойчивого состояния в другое.

– статическая помехоустойчивость (допустимый уровень помех на входе) при уровне входного сигнала, соответствующего 0 и 1.

Передаточная (амплитудная) характеристика .

Передаточная характеристика для схемы И-НЕ приведена на рис. 2.

Входная характеристика .

Для схем ТТЛ она приведена на рис. 3.

- максимальный ток на входе, протекающий при нулевом уровне входного сигнала.

Коэффициент разветвления по выходу – это количество единичных нагрузок, которые можно одновременно подключить к выходу.

Динамические параметры ЦИМС характеризуют скорость переключения на выходе при изменении входного сигнала.

На рис. 4 показано, как измеряется время задержки распространения сигнала в ИМС И-НЕ.

Среднее время задержки распространения сигнала:

,

где – время задержки при переключении ИМС из состояния 0 в состояние 1 и наоборот.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с содержанием предложенных справочных изданий.

Особое внимание уделить вводной части, где предложены общие сведения об ИМС: классификация ИМС, условные обозначения и электрические параметры.

Обратить внимание на имеющиеся в справочниках указатели, отработать принцип их использования.

2. По справочнику найти 155 серию ИМС.

3. Познакомиться:

a) с составом серии;

b) базовыми элементами;

c) с основными параметрами логических элементов.

4. Расшифровать условное обозначение заданного типа ИМС 155 серии;

5. Зарисовать условное графическое обозначение и назначение выводов заданного типа ИМС;

6. Выписать основные параметры заданной ИМС, включая предельно допустимые параметры;

7. Зарисовать электрическую принципиальную схему базового элемента или заданного типа ИМС.

Таблица № 1 Варианты заданий

Контрольные вопросы.

1. Назовите основные параметры ИМС?

2. Каков физический смысл каждого из параметров?

3. Можно ли по основным параметрам сравнивать логические элементы ИМС различных типов?

4. Опишите принцип работы основной логической схемы ТТЛ с простым и сложным инвертором.

5. Каковы достоинства и недостатки логических ИМС типа ТТЛ?

6. Приведите условные графические изображения логических элементов (НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ) и их таблицы истинности.

Содержание отчёта

1. Расшифровка условного обозначения заданного типа ИМС.

2. Условное графическое обозначение и назначение выводов заданного типа ИМС 155 серии.

3. Электрическая принципиальная схема базового логического элемента или заданного типа ИМС.

4. Таблица основных параметров заданной ИМС 155 серии, включая предельно допустимые параметры.

5. Ответы на контрольные вопросы.

6. Вывод по проделанной работе.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: