Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Печатаются по рекомендации методической комиссии

факультета ЛИФ УГЛТУ

Протокол № 47 от 18.01.02

Рецензент доцент В.Е. Выборнов

Редактор Т.В. Давлятова

Подписано в печать Поз. 19

Плоская печать Формат 60х84 1/16 Тираж 50 экз.

Заказ № Печ. л. 0,7 Цена 1руб. 80коп.

Редакционно-издательский отдел УГЛТУ

Отдел оперативной полиграфии УГЛТУ

Для построения любых цифровых микросхем КМОП используются элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ и коммутативный ключ (КК). С помощью КК реализуются выходы с третьим состоянием очень большого выходного импеданса Z.

Для КМОП-схем допускается изменение напряжения питания в широких пределах. Подавляющее большинство их устойчиво работает в диапазоне от +3 В до +15 В. Это обстоятельство, а также ничтожный потребляемый ток (КМОП-элемент в устойчивом состоянии потребляет всего несколько микроампер) способствуют применению КМОП-схем в устройствах с батарейным питанием.

Рис.1. а – принципиальная схема элемента И-НЕ;

б – таблица истинности

Когда на выходы А и В поданы напряжения высокого уровня, транзисторы VT1 и VT2 будут открыты, а VT3 и VT4 закрыты, поэтому на выходе Q окажется напряжение низкого уровня (логический 0). Эта ситуация соответствует четвертой строке таблицы истинности. Если на вход А или В поступает хотя бы один низкий уровень, один из каналов

VT3 или VT4 оказывается замкнутым и на выходе Q появляется напряжение логической единицы (первые три строчки таблицы истинности).

На рис.2 приведена цоколевка многовходовых элементов И-НЕ.

К561ЛА7 К561ЛА9 К561ЛА8 1564ЛА2

Рис 2. Многовходовые элементы И-НЕ

Для получения функции И к выходу элемента И-НЕ следует добавить инвертор или использовать готовые схемы, которые приведены на рис.3.

КР1561ЛИ2 1564ЛИ3 К176ЛИ1

Рис.3. Логические элементы И

Устройство базового элемента ИЛИ-НЕ и таблица истинности показаны на рис. 4. При совпадении низких входных уровней на входах А и В на выходе Q будет логическая единица, т.к. в этот момент замыкаются транзисторы VT1 и VT2, а VT3 и VT4 остаются разомкнутыми. Если на входах А и В присутствует хотя бы один высокий уровень, то открывается один из транзисторов VT3 или VT4, а VT1 или VT2 закрываются, что приводит к низкому уровню на Q (вторая и последующие строки в таблице истинности). Очевидно, что для получения функции ИЛИ необходимо исходя из принципа двойственности алгебры логики на рис.1 произвести

следующие замены: n-канальные транзисторы VT1 и VT2 поменять местами с p-канальными VT3 и VT4. Тогда проинвертированное значение инверсных аргументов А и В по правилу Моргана будет

Q=AхB =A+B=A+B. Аналогично, инверсия дизъюнкции аргументов равна конъюнкции инверсий тех же аргументов. Поэтому если на рис.4 поменять местами p-канальные транзисторы VT1 иVT2 с n-канальными VT3 и VT4, то функция выполняемая схемой будет:

Q=A+B=AхB=AхB

	А

			VT2
			Q

б

а

Рис.4. а – принципиальная схема элемента ИЛИ-НЕ

б – таблица истинности элемента ИЛИ-НЕ

На рис.5 приведены цоколевки многовходовых логических элементов ИЛИ-НЕ.

1564ЛЕ1 564ЛЕ4 К561ЛЕ6

Рис.5. Микросхемы ИЛИ-НЕ

Интересна комбинированная структура И-ИЛИ, представленная на рис. 6. Закон функционирования Q_n=(A_nEI_a+B_nEI_b) позволяет пропустить на Q0-Q3 либо слово А0-А3, либо В0-В3. Таким образом, схема выполняет функцию многоканального мультиплексора. Очевидно, что при EI_a=EI_b=0 Q0-Q3=0.

Рис. 6. Структурная схема четырехканальной микросхемы К564 ЛС2 (1564КП4)

Рис. 7. Принципиальная схема инвертора

VT1 – р-канальный

VT2 – n-канальный

При подаче на вход логического нуля, транзистор VT1 открывается, а VT2 закрывается, а при подаче логической единицы наоборот VT2 открыт, а VT1 закрыт. Таким образом, сквозной ток через VT1 и VT2 не протекает, если входные сигналы не изменяются.

На рис. 8 приведены некоторые логические элементы НЕ.

К561ЛН2 К561ЛН4 К561ЛН1

Рис.8. Логические схемы НЕ

Приведенная на рис.8 схема К561ЛН1 является шестиразрядным шинным драйвером с инверсными выходами, выполняющая функции:

DI_iVE, если ОЕ=0

DO_i={

Z – состояние, если ОЕ =1, где i=0,1,…5;

DI_i (Data Input) – входные информационные сигналы;

E (Enable) – стробирующий сигнал;

DO_i (Data Output) – выходные сигналы;