Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 8

Tham khảo tài liệu điện tử - kỹ thuật số professional books part 8, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 8Từ biểu thức trên ta có sơ đồ mạch logic hình 1.342.6 Ý NGHĨA CỦA KÝ HIỆU LOGIC.Mạch logic (mạch số) nhận dữ liệu ở các ngõ vào và xuất dữ liệu ở ngõ ra. Dữ liệulà tín hiệu nhị phân chỉ gồm hai mức: mức cao (logic 1) hoặc mức thấp (logic 0).Để thuận lợi cho việc thiết kế mạch logic.Khi không có vòng tròn nhỏ ở đường vào hay đường ra trên ký hiệu mạch logic,đường đó gọi là kích hoạt (tích cực) ở mức cao (active-HIGH). Còn nếu có vòngtròn nhỏ ở đường vào hay đường ra, đường đó gọi là kích hoạt ở mức thấp (active-LOW). Sự có mặt hay vắng mặt của vòng tròn sẽ quyết định trạng thái kích hoạt ởmức cao/kích hoạt ở mức thấp của đầu ra hay đầu vào, nó cũng được dùng để giảithích hoạt động của mạch.Sau đây là minh họa bằng cổng NAND (hình 1.35).Trên ký hiệu này (hình 1.35 (a)) có vòng tròn ở đầu ra, nhưng không có vòng trònở đầu vào. Vì vậy đầu ra tích cực ở mức thấp và đầu vào kích hoạt ở mức cao.Trên ký hiệu hình 1.35 (b) có đầu ra kích hoạt ở mức cao và các đầu vào kích hoạtở mức thấp.Vì sao chúng ta phải tìm hiểu ý nghĩa của ký hiệu logic? Lý do là chúng ta sẽ sửdụng ký hiệu thay thế này để biểu vẽ và phân tích logic theo dạng tác động kíchhoạt và cách thay thế ký hiệu logic như sau:Để có ký hiệu thay thế cho một cổng logic, ta hãy lấy ký hiệu chuẩn rồi thay đổi kýhiệu đại số của nó (OR thành AND, hoặc AND thành OR ), và đổi vòng tròn trêncả hai đầu vào lẫn đầu ra.Để giải thích hoạt động của một cổng logic, ta cần chú ý trạng thái logic nào, 0 hay1, là trạng thái kích hoạt của đầu vào và đầu ra.Ví du 7:Cho ngõ ra của mạch như hình 1.36 a, vẽ lại mạch để mô tả ngõ ra tác động ở mứcthấp.Giải: Vì ngõ ra tác động mức thấp nên thêm vòng tròn phủ định. Do đó đổi ORthành AND với các vòng tròn phủ định ở ngõ vào. Theo quy luật ta thêm vòng trònphủ định cho ngõ ra của cổng OR và NAND còn cổng NOT thì không vì đã cóvòng tròn phủ định. Tiếp theo chuyển đổi cổng OR và NAND để đảm bảo logic(hình 1.36 b). Kỹ Thuật Số Blogthongtin.info Biên tập: Nguyễn Trọng HòaBài 4 : VI MẠCH SỐ HỌ CMOSCông nghệ MOS (Metal Oxide Semiconductor-kim loại oxit bán dẫn) có tên gọixuất xứ từ cấu trúc MOS cơ bản của một điện cực nằm trên lớp oxit cách nhiệt,dưới lớp oxit là đế bán dẫn. Transistor trong công nghệ MOS là transistor hiệu ứngtrường, gọi là MOSFET (metal oxide silicon field effect transistor). Có nghĩa điệntrường ở phía điện cực kim loại của lớp oxit cách nhiệt có ảnh hưởng đến điện trởcủa đế. Phần nhiều IC số MOS được thiết kế hết bằng MOSFET, không cần đếnlinh kiện nào khác. Ưu điểm chính của MOSFET là dễ chế tạo, phí tổn thấp, cỡ nhỏ, tiêu hao rất ítđiện năng. Kĩ thuật làm IC MOS chỉ rắc rối bằng 1/3 kĩ thuật làm IC lưỡng cực(TTL, ECL,...). Thêm vào đó, thiết bị MOS chiếm ít chỗ trên chip hơn so với BJT,thông thường, mỗi MOSFET chỉ cần 1 mi li vuông diện tích chip, trong khi BJTđòi hỏi khoảng 50 mi li vuông. Quan trọng hơn, IC số MOS thường không dùngcác thành phần điện trở trong IC, vốn chiếm quá nhiều diện tích chip trong IClưỡng cực. Vì vậy, IC MOS có thể dung nạp nhiều phần tử mạch trên 1 chip đơnhơn so với IC lưỡng cực. Bằng chứng là ta sẽ thấy MOS dùng nhiều trong vi mạchtích hợp cỡ LSI, VLSI hơn hẳn TTL. Mật độ tích hợp cao của IC MOS làm chúngđặc biết thích hợp cho các IC phức tạp, như chip vi xử lí và chip nhớ. Sửa đổi trongcông nghệ IC MOS đã cho ra những thiết bị nhanh hơn 74, 74LS của TTL, với đặcđiểm điều khiển dòng gần như nhau. Do vậy, thiết bị MOS đặc biệt là CMOS đã đãđược sử dụng khá rộng rãi trong mạch MSI mặc dù tốc độ có thua các IC TTL caocấp và dễ bị hư hỏng do bị tĩnh điện.Mạch số dùng MOSFET được chia thành 3 nhóm là: - PMOS dùng MOSFET kênh P - NMOS dùng MOSFET kênh N tăng cường - CMOS (MOS bù) dùng cả 2 thiết bị kênh P và kênh N Các IC số PMOS và NMOS có mật độ đóng gói lớn hơn (nhiều transistor trong1 chip hơn) và do đó kinh tế hơn CMOS. NMOS có mật độ đóng gói gần gấp đôiPMOS. Ngoài ra, NMOS cũng nhanh gần gấp 2 lần PMOS, nhờ dữ kiện các điệntử tự do là những hạt tải dòng trong NMOS, còn các lỗ trống (điện tích dươngchuyển động chậm hơn) là hạt tải dòng cho PMOS. CMOS rắc rối nhất và có mậtđộ đóng gói thấp nhất trong các họ MOS, nhưng nó có điểm mạnh là tốc độ caohơn và công suất tiêu thụ thấp hơn. IC NMOS và CMOS được dùng rộng rãi tronglĩnh vực kĩ thuật số, nhưng IC PMOS không còn góp mặt trong các thiết kế mớinữa. Tuy nhiên MOSFET kênh P vẫn rất quan trọng bởi vì chúng được dùng trongmạch CMOS. Trước khi đi vào công nghệ CMOS ta hãy tìm hiểu qua về NMOS. Cũng cầnphải biết rằng PMOS tương ứng cũng giống hệt NMOS, chỉ khác ở chiều điện áp.Hình 1.64 là cấu tạo của 1 cổng NOT loại NMOS cơ bảnMạch gồm 2 MOSFET: Q2 làm chuyển mạch còn Q1 làm tải cố định và luôn dẫn,điện trở của Q1 khoảng 100 kWNgõ vào mạch đặt ở cực G của Q2, còn ngõ ...