circuite logice cu - utcluj · ideala din punct de vedere al intrarii reala. margini de zgomot max...
TRANSCRIPT
2
Modelul
întrerupător
comandat
vCT > VCTex,n; T- (c); iO > 0 ; vO 0
vCT < VPn; T- (b); iO = 0; vO =VAl
vCT > VPp; T - (b); iO = 0; vO = VAl
vCT < VCTex,p; T- (c); iO > 0; vO 0
Intrerupatoarele comandate sunt complementare
Tn
VCTex,n
Tp
VCTex,p
(c) (c)
3
Modelul
întrerupător
comandat
Intrerupatoarele comandate sunt complementare
vCT Tn Tp
L (Low) (b) (c)
H (High) (c) (b)
Semnal analogic – Semnal logic
analogic logic
Logic 0 fals low (scazut)
Logic 1 adevarat high (ridicat)
0V logic 05V logic 1 Familia logica CMOS
alimentata la +5V
Transistor: component essential a oricarui ncircuit electronic
Tranzistoare integrate - circuiteintegrate digitale
Numar de tranzistoare:
• Intel 4004, 1971, 10µ, 12mm2, 2,300 T
• Pentium 4 Prescott: 2004, 90nm, 143mm2 112,000,000 T
• Core i7 Broadwell-E (10-core), 2016, 14nm, 246mm2, 3,200,000,000 T
• Apple A12 (hexa-core ARM64), 2018, 7nm, 83.27mm2, 6,900,000,000 T
• GC2 IPU, 2018, 16nm, 825mm2, 23,600,000,000 T
- Intelligence Processing Unit (IPU), special proiectat pentru aplicatii de inteligenta artificiala (machine learning – masini instruibile)
[https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count]
Analiza critica a inversorului cu intrerupator comandat si R
Diminuarea dezavantajului
R cât mai mică, ideal R→0;
Soluție: înlocuirea R cu întrerupator comandat
Tn – (b)
Tn – (c)
R cât mai mare, ideal R→∞
Functii logice ȘI-NU, SAU-NU
a) Care este tabelul de adevar?b) Care sunt starilecomutatoarelor?c) Cum putem eliminadezavantajele cauzate de prezenta rezistoruluiR ?
Probleme
ȘI-NU in tehnologie CMOS
a) Care este tabelul de adevar?b) Care sunt stariletranzistoarelor?
Problema
Margini de zgomot
maxmax
minmin
OLILL
IHOHH
VVNM
VVNM
Nivelele tensiunii şi
marginile de zgomot
pentru familia logică
CMOS alimentata la +5V
V1V50V51 ,,NM L
V1V53V54 ,,NM H
Circuit logic 1
Circuit Logic 2
ieșire intrare
Utilizarea TB comutare, circuite logice
Rezistenta de limitare a curentului de baza
B
Co
B
BECoB
R
v
R
Vvi
7.0
Cex
Bsat
ii
C
Al
C
CEsatAlCex
R
V
R
vVi
2.0
T – (b), daca vCo< 0.6V
T – (c), daca iB > iBsat
Problema
V5;150
;k2;k100
Al
CB
V
RR
a) In ce stare este T daca vCo=0V? Ce valoare are tensiunea vCE?
b) In ce stare este T daca vCo=5V? Ce valoare are tensiunea vCE?
c) Pentru ce domeniu de valori ale vCo T este blocat? Dar in
saturatie?
d) Daca 0V => 0 logic si 5V => 1 logic, ce functie logica
realizeaza circuitul daca ]V}[5;0{Cov
a) Care este schema pentru poarta logica ȘI-NU cu doua intrări in tehnologie RTL?b) Care este tabelul de adevăr?c) Care sunt stările tranzistoarelor?
Problema
Circuite logice bipolare TTL (Tranzistor-Tranzistor Logic)
• Inversorul logic• din motive tehnologice în circuitele logice integrate este preferată folosirea doar a tranzistoarelor npn.
• se adoptă varianta cu tranzistoare identice comandate complementar
Nivelele tensiunilor şi marginile de zgomot pentru familia logică TTL
tensiune
niveluri
garantate la
ieşire
niveluri
acceptate la
intrare
28
/
8
Subfamilii TTL cu performanţe îmbunătăţite
viteze mai mari, disipare (consum) redusa de putere
Tranzistor Schottky Dioda Schottky: joncţiune metal semiconductor, în conductie 0,5V
vBE=0,8V; vBC=0,5V; vCE=0,3V
• tranzistorul Schottky nu intra în saturatie
• creste viteza de comutare
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
SAU-NUSI-NU
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
SAU exclusiv
Porti logice – cont.
Comutator analogic
CA este un circuit care permite sau blochează trecerea
semnalului de intrare către ieşire în funcţie de un semnal de comandă.
vCo - două nivele:
VCoL
<VPn
VCoH> VCTex,n
vCo=VCoL ; Tn-(b) ; vO=0 blochează trecerea vI
vCo=VCoH ; Tn- (cex) ; vO= vI permite trecerea vI
33 CA bidirectional cu două întrerupătoare
comandate complementare
vCo
=VCoL
; CA-(b) ;
vCo=VCoH ; CA- (c) ;
C=0; CA-blocat; vO = 0
C=1; CA-conduce; vO = vI
CA – implementare CMOSVCoH=VDD; VCoL=VSS
vI (VSS; VDD)
CI 4066 - 4 porţi de
transfer;
alimentare la
10V, ron=150Ω
DG400 de la
Siliconics
ron=20Ω
transfer bidirecțional
Care este tensiunea de iesire in fiecare din cele trei situatii? Justificati raspunsul.
Aplicatie: MUX cu trei canale