Лабораторная работа № 1
Исследование работы логических элементов
Цель работы: теоретическое изучение состава современных систем элементов и исследование основных характеристик элементов и их зависимостей от условий эксплуатации.
Основные теоретические положения:
Основные характеристики и параметры логических ИМС: набор логических функций, число входов по И и по ИЛИ (коэффициент разветвления по входу), коэффициент разветвления по выходу, потребляемая мощность, динамические параметры: задержка распространения сигнала или (и) максимальная частота входного сигнала.
В ИМС, выполненных по технологии ТТЛ, в качестве базового элемента используются многоэмитторный транзистор. В ИМС, выполненных по технологии ЭСЛ, в качестве базового элемента используется дифференциальный усилитель. Большое быстродействие ИМС ЭСЛ обусловлено тем, что в этих элементах транзисторы работают в ненасыщенном режиме. В ИМС, выполненных по технологии КМОП, в качестве базового элемента используются ключевые схемы. Применение полевых транзисторов с изолированным затвором обеспечивает высокое входное сопротивление микросхем.
Ход работы:
Элемент | Обозначение | Выполняемая функция и схема | Таблица истинности | ||||||
ИЛИ | ЛЛ |
|
|
Рис.1 Условно-графическое обозначение К155ЛЛ1
Основные параметры:
1 | Номинальное напряжение питания | 5 В 5% |
2 | Выходное напряжение низкого уровня | Не более 0.4 В |
3 | Выходное напряжение высокого уровня | Не менее 2.4 В |
4 | Входной ток низкого уровня | Не более -1.6 мА |
5 | Входной ток высокого уровня | Не более 0.04 мА |
6 | Входной пробивной ток | Не более 1 мА |
7 | Ток потребления при низком уровне выходного напряжения | Не более 38 мА |
8 | Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения | Не более 22 мА |
9 | Потребляемая мощность | Не более 39.4 мВт |
10 | Время задержки распространения при включении | Не более 22 нс |
11 | Время задержки распространения при выключении | Не более 15 нс |
12 | Максимальная частота | 10 Мгц |
13 | Коэффициент разветвления | 10 |
Расчёты
Исходные данные
Рис.2 Время задержки распространения сигнала
τ = 12 мкс
R = 13 кОм
Zc=1/pc
, тогда 
; 
Для TTL-логики U1min=3,5 В, 
В, отсюда получим:
Ряд | Значение номиналов для десятичного порядка | Допуск % |
Е6 | 1;1,5;2,2;3,3;4,7;6,8 | 20 |
Е12 | 1;1,2;1,5;1,8;2;2,2;2,7;3,3;3,9;4,7;5,6;6,8;8,2 | 10 |
Е24 | 1;1,1;1,2;1,3;1,5;1,6;1,8;2,0;2,2 | 5 |
Вывод: В ходе данной лабораторной работы было произведёно нахождение емкости конденсатора RC-цепи для логического элемента «ИЛИ» и её расчёт при R=13 кОм, t=12 мкс. Емкость конденсатора получилась равной 0.77 нФ.
 |
Приложение
DD1.1
Зона | Поз. Обозна-чение | Наименование | Кол. | Примечание |
Конденсатор | ||||
С | 1 | |||
Микросхема | ||||
DD1.1 | К155ЛЛ1 | 1 | ||
Резистор | ||||
R | 1 |
