Параметры логических элементов

Общие сведения.Логические элементы работают с двоичным кодированием информации, которое характеризуется двумя уровнями напряжения двоичной переменной, обозначаемыми цифрами 1 (высокий) и 0 (низкий уровень). В зависимости от уровня напряжения, при котором воспринимается или вырабатывается информация, различают прямые и инверсные входы и выходы ЛЭ. Прямым считается такой вход (или выход), на котором двоичная переменная имеет значение 1, когда уровень напряжения па этом входе (выходе) соответствует состоянию, принятому за 1. Если двоичная переменная на входе (выходе) имеет значение 1 при уровне напряжения на нем, соответствующем состоянию, принятому за 0, то такой вход (выход) называется инверсным.

Логические элементы обычно выполняются на ИМС, в которых используется положительная (позитивная) логика, когда логической единице соответствует высокий потенциальный уровень, а логическому нулю — низкий потенциальный уровень. Если логической единице соответствует низкий потенциальный уровень, а логическому нулю — высокий, такую логику называют отрицательной, или негативной. Очевидно, что входы и выходы, являющиеся прямыми в положительной логике, будут инверсными в отрицательной логике, и наоборот.

На принципиальных схемах ЛЭ изображаются в виде прямоугольника (рис. 10.9). В верхней части прямоугольника указывается символ функции: 1 — для логических функций НЕ и ИЛИи— для логической функции И. Входы и выходы изображаются линиями, проведенными перпендикулярно к боковым сторонам прямоугольника (входы — с левой стороны, выходы — с правой). Если вход или выход является инверсным, то в месте пересечения изображающей его линии со стороной прямоугольника ставится кружок.

На входах и выходах могут действовать импульсные или постоянные напряжения, соответствующие логическим значениям 0 и 1. В связи с этим различают импульсные и потенциальные ЛЭ.

Параметры логических элементов

Рис. 10.9. Условные обозначения основных логических элементов

Передаточная характеристика.Основной характеристикой ЛЭ является передаточная характеристика, представляющая собой зависимость выходного напряжения элемента ивых от входного напряжения ивхна одном из входов при определенных постоянных напряжениях на остальных входах. Вид передаточной характеристики зависит от функции, выполняемой ЛЭ. На рис. 10.10, а показана передаточная характеристика инвертора (элемента НЕ).

Параметры логических элементов

Рис. 10.10. Передаточная характеристика (а) и графики входного (б) и

выходного (в) напряжений инвертора

Участок I передаточной характеристики соответствует закрытому состоянию инвертора. Выходное напряжение Параметры логических элементов имеет высокий уровень (иногда Параметры логических элементов ?Eп)и соответствует логической единице. Этот уровень поддерживается до тех пор, пока ивхПараметры логических элементов . Напряжение ( Параметры логических элементов называется пороговым напряжением логического нуля.

Участок III соответствует открытому состоянию. Выходное напряжение Параметры логических элементов имеет низкий уровень и соответствует логическому нулю. Низкий выходной уровень имеет место при ивхПараметры логических элементов . Напряжение Параметры логических элементов называется пороговым напряжением логической единицы.

Участок II соответствует переходу инвертора из одного состояния в другое. Этот переход совершается не мгновенно, а в течение некоторого времени. На рис. 10.10, бив показаны графики изменения во времени входного и выходного напряжений инвертора.

Параметры.Обозначения, приведенные на рис. 10.10, б, определяют следующие параметры ЛЭ:

t10 — время перехода ЛЭ из состояния логической 1 в состояние логического 0;

t01 — время перехода ЛЭ из состояния логического 0 в состояние логической 1;

t10з.р — задержка распространения сигнала при переключении ЛЭ из состояния 1 в состояние 0;

t01з.р — задержка распространения сигнала при переключении ЛЭ из состояния 0 в состояние 1.

Обобщенным параметром, характеризующим быстродействие ЛЭ, является среднее время задержки распространения. Оно определяется выражением

Параметры логических элементов

По величине tз.р.ср ЛЭ подразделяются на сверхбыстродействующие (tз.р.ср = = 1…5 нс), быстродействующие (tз.р.ср = 5…10 нс), среднего быстродействия (tз.р.ср = = 10…50 нс) и медленнодействующие (tз.р.ср50 нс).

Параметры Параметры логических элементов , Параметры логических элементов , Параметры логических элементов , Параметры логических элементов называют статическими, а параметры t10, t01, t10з.р, t01з.р и tз.р.ср — динамическими. Кроме этих параметров, ЛЭ характеризуются коэффициентом объединения по входу Коби коэффициентом разветвления по выходу Краз.

Коэффициент объединения по входу определяет число входов ЛЭ, по которым реализуется логическая функция, а коэффициент разветвления по выходу — нагрузочную способность ЛЭ и равен числу единичных нагрузок, которые можно одновременно подключить к выходу ЛЭ. Под единичной нагрузкой понимают один вход другого ЛЭ, подключенный к выходу первого ЛЭ.

Случайные записи:

Импульсная система логических элементов


Похожие статьи:

  • Базовые логические элементы

    НА БИПОЛЯРНЫХ СТРУКТУРАХ В зависимости от компонентов, которые используются при построении ЛЭ, и способа соединения компонентов в пределах одного ЛЭ…

  • Логические элементы на мдп-транзисторах

    Полевые транзисторы являются наиболее перспективными полупроводниковыми приборами для создания логических и других интегральных схем большой и…

  • Базовые логические элементы цифровых

    Интегральных микросхем Логические интегральные микросхемы, выпускаются в виде серии логических элементов. Логические интегральные микросхемы, выполненные…

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.