RUЭВМ
Вы хотите отреагировать на этот пост ? Создайте аккаунт всего в несколько кликов или войдите на форум.
Август 2020
ПнВтСрЧтПтСбВс
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Календарь Календарь

Последние темы
» Подключение Радио-86РК к монитору.
автор barsik Вчера в 21:57

» Новинки. Книги. Часть 1.
автор Viktor2312 Вт Авг 04 2020, 10:47

» Улучшение видео возможностей РК86
автор barsik Вт Авг 04 2020, 08:54

» Разработка "Радио - РК2019М".
автор barsik Вс Авг 02 2020, 21:49

» Новости криптовалют: статьи, заметки, разное...
автор Viktor2312 Пт Июл 31 2020, 22:39

» Биткоин, с технической точки зрения. Разное...
автор Viktor2312 Вт Июл 28 2020, 10:27

» Серия видео про Биткоин. Вариант-2.
автор Viktor2312 Вт Июл 21 2020, 22:12

» Будем бороться за традиционное написание процента
автор Viktor2312 Пн Июл 20 2020, 01:12

» Анализатор спектра на лампах ИН-9
автор freddy Вс Июл 19 2020, 13:53

» Процессор 8008, идея его эмуляции и другой флейм
автор barsik Вс Июл 19 2020, 07:40

» Обсуждение желаемых новодельных плат расширения и мелких усовершенствований базовых плат
автор barsik Вс Июл 12 2020, 20:31

» Разработка магнитофона для zx-spectrum
автор san010101 Пт Июл 10 2020, 15:38

» Арго ПК ФВ 6511. Информация, документы, фото.
автор Viktor2312 Ср Июл 01 2020, 21:23

» Обзор крипто проектов.
автор Viktor2312 Вс Июн 28 2020, 00:03

» МИКРО - 80. Статьи, заметки, очерки, разное...
автор barsik Сб Июн 27 2020, 22:56

» Серия видео про Биткоин. Вариант-1.
автор Viktor2312 Сб Июн 27 2020, 16:09

» Электроника КР-04. Информация, документы, фото.
автор barsik Пт Июн 26 2020, 13:25

» Флейм только по теме "Радио-86РК".
автор barsik Чт Июн 25 2020, 20:06

» Netbox.Global (NBX) - браузер с инновационной технологией.
автор Viktor2312 Вт Июн 23 2020, 14:45

» Электроника КР-03: Обсуждение
автор barsik Чт Июн 18 2020, 21:24

» Радио-86РК: Разное
автор barsik Чт Июн 18 2020, 02:06

» Радио-86РК: Расширение ОЗУ
автор barsik Чт Июн 11 2020, 10:21

» Разное
автор Viktor2312 Вт Июн 09 2020, 01:40

» Турбирование Специалиста
автор barsik Пт Май 22 2020, 13:33

» Программы от РК86 на Специалисте
автор barsik Ср Май 20 2020, 21:08

Самые активные пользователи за месяц
barsik
Микросхемы серии К155. Vote_lcapМикросхемы серии К155. Voting_barМикросхемы серии К155. Vote_rcap 
Viktor2312
Микросхемы серии К155. Vote_lcapМикросхемы серии К155. Voting_barМикросхемы серии К155. Vote_rcap 
Microsha
Микросхемы серии К155. Vote_lcapМикросхемы серии К155. Voting_barМикросхемы серии К155. Vote_rcap 

Поиск
 
 

Результаты :
 


Rechercher Расширенный поиск


Микросхемы серии К155.

Перейти вниз

Микросхемы серии К155. Empty Микросхемы серии К155.

Сообщение  Viktor2312 в Ср Июл 31 2019, 08:47

1
.
Микросхемы серии К155.


Общие сведения.

____Основной элементной базой современной дискретной техники является интегральная микроэлектроника. Огромные успехи, достигнутые интегральной полупроводниковой микроэлектронной технологией, позволили создать приборы, по всем параметрам превосходящие изделия сходного назначения, собранные на отдельных компонентах. Переход к интегральным микросхемам существенно изменил способы построения электронной аппаратуры, поскольку изделия микросхемотехники представляют собой законченные функциональные узлы, будь то логические элементы для выполнения простейших операций или процессоры вычислительных машин, состоящие из многих тысяч элементов.
____Показателем сложности микросхемы с точки зрения числа входящих в неё элементов служит степень интеграции. Степень интеграции интегральной микросхемы определяется формулой К = lgN, где N - число элементов и компонентов, образующих данную микросхему. Значение К, полученное расчётным путём, округляют до ближайшего большего целого числа. В настоящее время промышленным путём производятся микросхемы от 1-й степени интеграции (до 10 элементов включительно) до 5-й степени интеграции (микросхемы содержащие от 10.000 до 100.000 элементов и компонентов). На данный момент (2019 год) это число больше 1000 раз и более, например микросхемы ПЛИС фирмы Xilinx содержать до 3 млн. логических ячеек, каждая из которых состоит из сотен простейших элементов и компонентов.
____На практике сложность микросхем часто оценивают качественными критериями: микросхемами малой степени интеграции (МИС) считают изделия, содержащие до 10 элементов, средней (СИС) - до 100, большой (БИС) - от 100 до 1000 и сверхбольшой (СБИС) - свыше тысячи элементов.
____Современный этап развития микроэлектронной техники характеризуется широким применением изделий средней, большой и сверхбольшой степеней интеграции. Преимущество цифровых систем на интегральных микросхемах СИС сравнительно с устройствами, реализованными на приборах МИС, не только в меньшем числе корпусов. С помощью СИС достигается более высокое быстродействие, поскольку задержка импульсов в объёме кристалла меньше задержек во внешних соединениях. Кроме того, элементы, образующие СИС, для уменьшения времени переключения используются, где это допустимо, в ненасыщенном режиме. Функциональные устройства СИС расходуют меньше энергии, поскольку мощность, потребляемая внутренним элементом для переключения конкретной нагрузки, наперёд известна, тогда как изделия МИС рассчитываются на максимальную возможную нагрузку, которая в большинстве случаев используется не полностью. Помехоустойчивость СИС также выше, если учесть, что соединения внутри кристалла менее подвержены действию наводок, чем соединения между отдельными интегральными схемами и платами.
____Изделия МИС используют по преимуществу как связующие звенья между устройствами СИС и БИС, а также во вспомогательных устройствах (генераторах, формирователях и т. п.).
____В качестве активных элементов цифровых микросхем сейчас применяются два типа транзисторов: биполярные и полевые (униполярные). Последние имеют структуру металл-окисел-полупроводник (МОП) или, как её ещё называют, металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Цифровые микросхемы на биполярных и полевых транзисторах существенно различаются по многим показателям, и развитие их идёт самостоятельными путями. Биполярные транзисторы интегральных микросхем по принципу действия и свойствам подобны высокочастотным кремниевым n-p-n дискретным транзисторам. Полевые транзисторы в микросхемах, напротив, обладают специфическими свойствами.
____Способ соединения транзисторов между собой в пределах одного элемента определяет их логический базис или, проще, логику. Из логических интегральных схем на биполярных транзисторах в настоящее время наибольшее распространение имеют: транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) в нескольких модификациях, эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ), или, как её ещё называют, логика на переключателях тока (ПТТЛ), и в меньшей мере - диодно-транзисторная логика (ДТЛ). Логические элементы на биполярных транзисторах, применявшиеся на ранних этапах развития микросхемотехники: с непосредственной связью (НСТЛ), резисторно-транзисторная логика (РТЛ), резисторно-ёмкостная логика (РЕЛ) - сейчас морально устарели и в новых разработках не используются. Из новых направлений следует отметить инжекционно-интегральную логику (ИИЛ или И2Л), на основе которой создаются микросхемы большой степени интеграции высокого быстродействия и с малым потреблением энергии.
____Для удобства разработчиков аппаратуры и по технологическим признакам цифровые интегральные схемы выпускают сериями. Серией называют совокупность микросхем различного функционального назначения, которые имеют согласованные электрические и временные параметры для совместного использования. Микросхемы одной серии изготавливают по единой технологии, и они имеют сходное конструктивное исполнение. В состав современных развитых серий входят десятки типов микросхем - от логических элементов до функционально законченных узлов: счётчиков, регистров, сумматоров, запоминающих устройств, арифметико-логических узлов, микропроцессоров и других.


Разновидности функциональных схем.

Комбинационные и последовательные устройства.

____Логические элементы, выполняющие простейшие логические операции, например такие как И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ и др., представляют лишь небольшую часть устройств, выполняющих обработку и преобразование двоичных сигналов. В общем случае устройства, оперирующие с двоичной (дискретной) информацией, подразделяются на два больших класса: комбинационные схемы (дискретные автоматы без памяти) и последовательные устройства (дискретные автоматы с памятью).
____Все комбинационные схемы (логические устройства) характеризуются отсутствием памяти. Память - свойство системы сохранять в течении требуемого времени значения сигналов, характеризующих внутреннее состояние цифрового устройства. Сигналы на выходах комбинационного устройства в любой момент времени однозначно определяются сочетанием сигналов на входах и не зависят от его предыдущих состояний. Схемным признаком таких устройств служит отсутствие цепей обратной связи, т. е. замкнутых петель для прохождения сигналов с выходов на входы. Примерами комбинационных схем могут служить логические элементы, электронные ключи, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, большинство арифметических устройств.
____Последовательные устройства обладают памятью, и при смене информации на входах для предсказания сигналов на выходах необходимо знать и состояние, в котором устройство было до этого. Последовательные устройства организуются из комбинационных устройств путём их надлежащего включения. Показателем принадлежности схемы к последовательному типу служит наличие в ней обратных связей. Простейшими последовательными устройствами являются триггеры. К этому же классу относятся счётчики, регистры, запоминающие устройства.
____Работу схем, реализующих переключательные функции, принято рассматривать в безразмерном дискретном времени (лат. discretus - разделённый, прерывистый), для чего реальное время разбивается на интервалы, которые нумеруются, начиная с какого-то момента. Каждый такой промежуток времени называют тактовым интервалом или просто тактом.
____Дискретное время складывается из отдельных тактов, длительность которых для характеристики работы устройства не имеет значения. Продолжительность отдельных тактов может быть различной, на работе устройства это не скажется.
____Обновление информации на выходах происходит в момент начала нового такта. Временные задержки, обусловленные переходными процессами, обычно не учитывают, однако, когда частота смены тактов велика и соизмерима с предельным быстродействием устройства, с ними приходится считаться.
____В последовательных устройствах за счёт памяти функция внешних переходов определяется состоянием входов и выходов в двух соседних тактах, как минимум - до и после воздействия входных сигналов. Эту пару тактов принято обозначать tn и tn+1. У сигналов, действующих действующих в определённые такты, к наименованию вывода добавляют и номер такта. Так, запись Qn=1 означает, что на входе Q в интервале времени tn < t < tn+1 или tn = t < tn+1 действует сигнал логической 1. Некоторые авторы вместо символов tn и tn+1 применяют tn-1 и tn; противоречия в этих обозначениях нет.


Микросхемы с тремя выходными состояниями.

____Устройства, оперирующие с дискретной информацией, при высоком уровне выходного напряжения имеют малое сопротивление между выводом "выход" и шиной питания. В противоположном состоянии у выхода небольшое сопротивление по отношению к общей шине. В обоих случаях выходной вывод имеет определённый электрический потенциал, который воздействует на входы последующих приборов.
____Существует категория микросхем, способных принимать и третье состояние, при котором оконечные транзисторы бывают заперты, что равносильно отключению микросхемы от нагрузки. На этом основании третье состояние называют ещё высокоимпедансным. Перевод в высокоимпедансное состояние осуществляется по специальному входу. В зависимости от конкретного типа микросхемы отключение выхода может осуществляться сигналами высокого или низкого уровня.
____С тремя состояниями выхода выпускаются микросхемы различного функционального назначения, как комбинационного, так и последовательного типов. При поочерёдном действии таких приборов их выходы можно соединять между собой и подключать к общей нагрузке. Таким способом удаётся уплотнить каналы передачи данных, а также создавать магистрали с двунаправленными потоками информации, например, рисунок ниже. Буквы EZ - это метка третьего состояния.

Микросхемы серии К155. 12332112

____Высокоимпедансное состояние само по себе не является логическим, но входной сигнал, создающий его, может определять логический уровень на выходе системы, в которую входит данная микросхема.

Микросхемы серии К155. 12332113


Параметры микросхем.

____Каждая цифровая микросхема обладает не только переключательными, но и другими свойствами и оценивается рядом параметров, обусловленных внутренней структурой и конструктивным исполнением. Некоторые из этих параметров касаются конкретной микросхемы, другие характеризуют все изделия данной серии. Если в условиях эксплуатации эти параметры будут выдержаны, завод-изготовитель гарантирует нормальную работу микросхемы. Значения параметров, как правило, задаются с запасом и не исчерпывают физических возможностей микросхемы, однако превышать их не следует, особенно те, от которых зависят работоспособность и надёжность приборов.
____Оценивают микросхемы по следующим основным параметрам: быстродействию, напряжению питания, потребляемой мощности, коэффициенту разветвления по выходу, коэффициенту объединения по входу, помехоустойчивости, энергии (работе) переключения, надёжности, стойкости к климатическим и механическим воздействиям.
____Некоторые из перечисленных параметров рассмотрим более подробно. Другие будут рассмотрены далее при разборе различных типов микросхем.
____Быстродействие характеризуется максимальной частотой смены входных сигналов, при которой ещё не нарушается нормальное функционирование. Это один из важнейших параметров, так как определяет время обработки информации.
____Инерционность полупроводниковых приборов и паразитные ёмкости служат причиной того, что каждое переключение сопровождается переходными процессами, отчего фронты импульсов растягиваются. Когда частота смены входных сигналов невелика, можно считать, что переключение происходит мгновенно, а при повышенных частотах приходится считаться с искажениями импульсов. Фронты искажённых прямоугольных импульсов представляют собой участки кривых, но для простоты их принято заменять отрезками прямых.
____Для оценки временных свойств микросхем существует несколько параметров. На практике обычно пользуются так называемой задержкой распространения сигнала, которая представляет собой интервал времени между входным и выходным импульсами, измеренными на уровне 0,5. Время задержки распространения сигнала при включении t1,0зд.р и при выключении t0,1зд.р близки, но не равны. Обычно пользуются усреднённым параметром:

tзд.р.ср = 0,5(t1,0зд.р + t0,1зд.р),

который называют средним временем задержки распространения. Ниже на рисунке показано в качестве примера, данные параметры из datasheet на импортную микросхему SN74AC08.

Микросхемы серии К155. 12332114

____Иногда пользуются близкими параметрами - временем задержки включения t1,0зд и выключения t0,1зд. Они измеряются на уровнях 0,1 и 0,9 соответственно.
____Применительно к последовательным устройствам (триггерам, счётчикам и др.) используются некоторые дополнительные временные параметры, обусловленные принципом действия, как то: время задержки переключения, максимальная частота переключений и некоторые другие.
____Коэффициент разветвления по выходу (коэффициент нагрузки) Краз характеризует нагрузочную способность микросхемы. Этот параметр определяет максимальное число входов элементов данной серии, которым можно нагружать выходы микросхемы без нарушения её нормального функционирования.
____Коэффициент объединения по входу Коб определяет число логических входов, которые имеет микросхема. Для простейших логических элементов это число равноценных входов по И либо ИЛИ. Логические элементы массового производства выпускаются с 2, 3, 4 и 8 входами. Когда возникает надобность в большем числе входов, применяют специальные микросхемы - расширители (экспандеры) либо используют несколько однотипных логических элементов, которые соединяют с учётом законов булевой алгебры. На рисунке ниже  приведена схема элемента И на 16 входов, но нужно учитывать, что время задержки данного элемента стало больше, так как сигнал сначала проходит через элемент И-НЕ, например D1 и его задержка составляет tзср = 18,5 нс. А потом через D3.1 у которого tзср = 18,5 нс. В итоге суммарное время задержки распространения такого составного элемента составит 37 нс. Естественно, что более точное значение зависит от конкретного экземпляра микросхемы, качества монтажа печатной платы и многих других критериев, но для предварительного учёта можно использовать цифру 37 нс. для этой конкретной схемы.

Микросхемы серии К155. 8_00110

Микросхемы серии К155. Q9h5i3

____Более сложные устройства содержат и другие входы: адресные, установочные, разрешающие, входы синхронизации и т. д. По отношению к предыдущим каскадам каждый такой вход обычно представляет такую же нагрузку, как и логические (информационные) входы.
____Помехоустойчивость или, как её ещё называют, шумовой иммунитет определяет допустимое напряжение помех на входах микросхемы и непосредственно связана с её передаточной характеристикой. В общем случае этот параметр оценивается по нескольким показателям. В зависимости от продолжительности помехи различают статическую и динамическую помехоустойчивость. Статическую помехоустойчивость связывают с помехами, длительность которых больше времени переходных процессов, а динамическую - с кратковременными помехами. Для обоих видов помехоустойчивости может учитываться воздействие напряжения низкого и высокого уровней.
____












____Отечественная промышленность выпускает обширную номенклатуру интегральных микросхем. Широкое применение для построения устройств автоматики и вычислительной техники нашли цифровые интегральные схемы (далее, микросхемы) серии 155, которые изготавливаются по стандартной технологии биполярных интегральных схем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Номенклатура микросхем серии К155 составляет около 100 наименований.
____Все микросхемы серии К155 имеют напряжение питания 5 В (+5, -5 %). Данные микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах четырёх типов, отличающиеся количеством выводов (8, 14, 16, 24) и размерами, и имеют диапазон рабочих температур от -10 до +70 оС. Часть микросхем выпускается также в керамических корпусах и имеет обозначение КМ155. Температурный диапазон микросхем в керамических корпусах от -45 до +85 оС.
____Интегральные микросхемы серии К155 имеют выходной уровень логического 0 (лог. 0) не более 0,4 В (типовое значение 0,1...0,2 В), выходной уровень логической 1 (лог. 1) не менее 2,4 В (типовое значение 3,2...3,5 В), типовую нагрузочную способность - 10.
____При разработке принципиальных схем различных устройств всегда возникает вопрос: что делать с неиспользуемыми входами интегральных микросхем. Для микросхем ТТЛ, к которым относятся микросхемы серии К155, возможно несколько вариантов. Во-первых, неиспользуемые входы микросхем можно никуда не подключать, т. е. подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно) не подключены проводники. При таком варианте несколько уменьшается быстродействие. Во-вторых, возможно подключение неиспользуемых входов к используемым входам того же элемента, но это увеличивает нагрузку на микросхему - источник сигнала, что также снижает быстродействие. Неиспользуемые входы J триггеров можно подключать к инверсным выходам тех же триггеров, а К - к прямым. Это очень удобно, так как указанные выводы триггеров обычно расположены рядом. Можно подключать неиспользуемые входы к выходу неиспользуемого элемента И-НЕ, входы которого при этом надо соединить с общим проводом. И наконец, самый лучший способ, можно объединять неиспользуемые входы микросхем и подключать их к источнику питания +5 В через резистор сопротивлением 1 кОм (до 20 входов к одному резистору). Последние два способа не снижают быстродействия микросхем.
____Недопустимо подключать ко входу микросхемы проводник, который во время работы может оказаться неподключённым к выходу источника сигнала, например при управлении от кнопки или переключателя. Такие проводники обязательно следует подключать к источнику +5 В через резистор 1...10 кОм.
____На печатных платах с использованием микросхем К155 серии необходима установка блокировочных конденсаторов между цепью +5 В и общим проводом. Конденсатор должен иметь ёмкость 0,033...0,047 мкФ. Лучше всего устанавливать данный конденсатор возле каждой микросхемы, их следует располагать как можно ближе к выводу питания микросхемы, не далее 5 мм. Большую ёмкость применять не следует, так как данные конденсаторы, также устраняют высокочастотные помехи.
____Также необходимо установить на плате электролитический конденсатор в месте подачи напряжения питания на плату, его ёмкость не должна быть меньше чем 0,5 умноженное на количество микросхем, например, если на плате установлено 30 микросхем, то его ёмкость не должна быть меньше 15 мкФ, а по напряжению он должен иметь тройной запас, то есть в данном примере параметры конденсатора должны быть: 15 мкФ х 16 В.
____Цифровые микросхемы по своим функциям делятся на два широких класса: комбинационные и последовательные. К первому классу относятся микросхемы, не имеющие внутренней памяти, состояние выходов этих микросхем однозначно определяется уровнями входных сигналов в данный момент, за небольшим исключением, которое необходимо учитывать, это время задержки распространения. Так как при появлении сигналов на входе, результат на выходе появится спустя это время, необходимое на переключение микросхемы (tз.ср) которое измеряется в наносекундах (нс), и для микросхем серии К155 его среднее значение составляет 20 нс, но оно отличается для конкретной микросхемы, например микросхема К155ЛН1, содержащая шесть инверторов имеет tз.ср = 18,5 нс. Это значит, что изменение сигнала на входе с лог.0 на лог.1 приведёт к изменению сигнала на выходе, с лог. 1 на лог. 0, но произойдёт это изменение на выходе, не сразу, при изменении входного сигнала, а с задержкой в 18,5 нс.
____Ко второму классу относятся микросхемы, состояние выходов которых определяется не только уровнями входных сигналов в данный момент, но и состоянием микросхемы в предыдущий момент из-за наличия внутренней памяти.

_________________
"ЛП & ТИ"
Viktor2312
Viktor2312
Гуру+

Сообщения : 12438
Дата регистрации : 2012-08-10
Возраст : 41
Откуда : Пятигорск

Вернуться к началу Перейти вниз

Вернуться к началу


 
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения