Миниатюрные схемы
На страницах «М-К» все чаще появляются описания конструкций, в которых употребляются интегральные микросхемы. Производство этих новейших элементов так расширилось, что их повсеместное внедрение в бытовую аппаратуру и в разработки радиолюбителей на данный момент уже никого не удивляет.
Действительно, до сих пор бытует вывод, словно бы «общение» с микросхемами доступно лишь умелым радиолюбителям. А в это же время на микросхемах возможно создавать и простые устройства, собрать каковые нетрудно кроме того тем, кто делает лишь первые шаги в радиолюбительстве.
В прошлых номерах мы познакомили вас с разработкой производства микросхем. Сейчас просматривайте об их применении.
Разработка компонентов микроэлектроники прошла три этапа. на данный момент все микросхемы дробят на два громадных класса: логические и линейно-импульсные.
Помимо этого, в каждом классе существует громадное разнообразие серий. Характеристики снова производимых серий сопоставляются, нехорошие снимаются с производства.
Логические микросхемы используются в ЭВМ, в устройствах дискретной автоматики и электроники (реле, генераторы прямоугольных импульсов, счетчики).
Сперва это были миниатюрные устройства, выполненные на базе резисторно-транзисторной логики (РТЛ).
Главным, либо, как его именуют, «базисным», элементом микросхем этого класса есть инвертор (рис. 1).
Рис. 1. Инвертор
Рис.
2. Логический элемент РТЛ.
Инвертировать — значит «переворачивать» фазу напряжения. К примеру, на входе инвертора низкое напряжение, а ка выходе высокое, и, напротив, в случае если на вход подано высокое напряжение, то на выходе оно должно быть низким.
В противном случае говоря, инвертор реализует логическую функцию КЕ, либо «отрицание». Закрытому состоянию транзистора (высокое выходное напряжение) соответствует сигнал «1», а открытому (низкое выходное напряжение) — «О».
самые характерными для РТЛ являются микросхемы серии К114 (рис. 2). Но у них были значительные недочёты: небольшое быстродействие и малая помехозащищенность. Исходя из этого им на смену пришли микросхемы на базе диодно-транзисторной логики (ДТЛ).
У них элемент, реализующий логическую функцию инвертирования (рис. 3), кроме ограничивающего резистора RCM, имеет еще и диоды Д1, Д2, ДЗ. В то время, когда на входе напряжение отсутствует, ток через цепочку Rсм, Д3 отпирает транзистор Т1.
На выходе в этом случае будет маленькое напряжение, соответствующее логическому нулю. В случае если же на вход подать сигнал, ток потечет через RсМ и Д1 или Д2. Транзистор в этом случае будет закрыт, и высокое напряжение на его выходе соответствует логической «1».
В случае если нужен рекомендуем. Подробности по ссылке.
Быстродействие этих элементов выяснилось существенно выше, чем у РТЛ. Возросла кроме этого и помехоустойчивость.
Но наличие двух источников питания — недочёт ДТЛ.
Одна из последних разработок — микросхемы, реализующие транзисторно-транзисторную логику (ТТЛ). Входным элементом у них есть многоэмиттерный транзистор (рис. 4).
Количество эмиттеров определяет логические возможности каждой микросхемы. Принцип работы этих устройств во многом подобен работе элементов с ДТЛ. Ток через ограничивающий резистор RCM проходит участок база — коллектор Т1 и отпирает транзистор Т2.
Это происходит, в то время, когда на всех входах присутствуют сигналы «1». В случае если же подать «О», на коллекторе Т1 будет низкий потенциал, отличающийся от входного на величину около 0,2 В. Транзистор Т2 запирается, и на выходе покажется «1».
Рис. 3. Логический элемент ДТЛ.
Рис. 4. Логический элемент ТТЛ.
Такие микросхемы (они представлены сериями К133 и К155) стали широко распространены благодаря возможности и высокому быстродействию трудиться от одного источника питания.
Но помехозащищенность у них была мало ниже, чем у элементов с ДТЛ.
На данный момент созданы и выпускаются интегральные микросхемы серий К147 и К172. Они предназначены для ЦВМ и устройств дискретной автоматики.
Главные элементы этих микросхем — полевые транзисторы с изолированными затворами (см. «М-К», № 3 за 1975 год), либо, в противном случае, транзисторы с МОП-структурой (металл — окисел-полупроводник) и МДП-структурой (металл — диэлектрик — полупроводник). Микроэлементы серий К147 и К172 (в каждой из них до 20 микросхем с разными логическими возможностями) отличаются экономичностью и высоким быстродействием.
В состав некоторых дискретных микросхем, к примеру К217, включаются транзисторные матрицы. Они содержат четыре транзистора, каковые возможно применять как простые для постройки приемников, усилителей и т. д.
Ю.
ЕРОХИН, инженер
