Быстродействие надежность

Логические схемы с эммитерными связями (ЭСЛ). Высокое быстродействие в схемах ЭСЛ ( 3.9) достигается применением связи между вентилями через эмиттерные цепи, что обеспечивает работу транзисторов в ненасыщенном режиме, а также благодаря небольшому значению перепада между логическим нулем и единицей. Быстродействие микросхем 100 (500) серии, разработанных на основе ЭСЛ-логики, наиболее высокое из всех рассмотренных типов логики (2,9 не), однако наиболее высокая и потребляемая мощность.

Поэтому применять их следует только в аппаратуре, к которой предъявляются жесткие требования по массами габаритам, когда применение МПП дает существенный выигрыш, или в тех случаях, когда высокое быстродействие микросхем или жесткие требования к экранированию не позволяют осуществить схему на одно- и двусторонних платах.

Гетероэпитаксия кремния на изолирующих подложках является одним из перспективных направлений в технологии ИМС, так как в этом случае естественным путем решается проблема изоляции элементов схемы на подложке. Так, при использовании подложек из лейкосапфира можно почти на два порядка увеличить быстродействие микросхем с автоэпитаксиальными слоями за счет исключения паразитных емкостей и утечек изолирующих р-и-переходов. При этом плотность элементов и радиационная стойкость микросхем также увеличиваются.

Сопротивление увеличивается с ростом температуры из-за снижения подвижности дырок, причем температурный коэффициент сопротивления (ТКС) равен 0,1 ... 0,3 %/°С. Технологический разброс сопротивлений для разных микросхем б RIR = ± 10 %, в то время как резисторы с одинаковой геометрией на одном кристалле практически идентичны. Разброс отношения сопротивлений резисторов на одном кристалле менее 0,1 %, их ТКС< 0,01 %/°С. Удельная барьерная емкость р-п перехода между слоями / и 2 равна (2...4)-10~4 пФ/мкма. Резистор вместе с распределенной по его длине емкостью образует /?С-линию, которую можно использовать в аналоговых микросхемах для получения частотно-избирательных цепей. Однако в большинстве случаев емкость является нежелательной (паразитной), так как ухудшает быстродействие микросхем.

Быстродействие микросхем И2Л, определяемое продолжительностью переходных процессов, в значительной мере зависит от тока инжекции: оно растет с увеличением этого тока. При этом произведение потребляемой мощности на время задержки РПОТ.ср^зд.р.ср возрастает незначительно. Интересно отметить, что это произведение имеет минимальное значение по

— меньшая диэлектрическая проницаемость, что обусловливает меньшие барьерные емкости переходов при той же их площади и позволяет увеличить быстродействие микросхем.

В отличие от биполярных транзисторов, в МДП-транзисторах ток в канале создается основными носителями. (Входное сопротивление МДП-транзисторов со стороны управляющего электрода значительно превосходит входное сопротивление биполярных транзисторов и составляет 1010 — 1014 Ом. Так как входные токи МДП-транзистороь малы, изменением тока ;в 'выходной цепи управляет входное напряжение. Поэтому усилительные свойства М'ДП-тракзистора, как ,и в вакуумных лампах, характеризуются крутизной, а не коэффициентами передачи тока, как это имеет место в биполярных транзисторах. Крутизна в МДП-транзисторах для большинства практических применений считается частотно-независимым параметром. Поэтому быстродействие микросхем на этих транзисторах ограничено в основном паразитными параметрами схемы.

Быстродействие МДП-транзисторов ограничено временем пролета носителей вдоль канала и временем перезаряда собственной емкости через солротивление канала. Так, при длине канала р-типа порядка 10 мим максимальная частота усиления МДП-транзистора достигает 120 МГц, т. е. приближается к граничным частотам биполярных транзисторов. Однако быстродействие микросхем на МДП-транзисторах значительно ниже. Это связано с существенным влиянием на быстродействие как транзисторов, так и микросхем на их основе встроенных паразитных емкостей МДП-транзистора (затвор—сток и затвор—исток).

даря чему предельное быстродействие микросхем ТТЛ выше. Число эмиттеров определяет число входов элемента, в котором он используется.

По-другому, быстродействие микросхем на базе однополюсных полевых ключей не должно превышать 150 кГц (что и подтвердилось практикой).

Последующая эволюция технологии позволила повысить предел на-пряженвя питания UB п до 15 В. Вместе с тем нижний предел U, а составляет 3 В. Быстродействие микросхем КМОП растет пропорциональ-

Как было отмечено в § 7.1, задача аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) заключается в запоминании, хранении и воспроизведении непрерывных сигналов. В общем виде эту задачу можно сформулировать как запоминание и хранение входной величины хвх и ее воспроизведение в виде пропорциональной ей выходной величины л:вь1х, т. е. удовлетворение равенства л:вых = kxBX, где /г—коэффициент пропорциональности. В реальных АЗУ условие k = const не соблюдается, т. е. имеет место погрешность передачи. Для уменьшения этой погрешности используют конструктивные и схемные методы. Так, например, применение вместо схем с прямым преобразованием хт в л-вых схем с обратной связью позволяет уменьшить погрешность передачи в 5—10 раз [6]. Помимо специфического для АЗУ требования точности передачи, они должны удовлетворять требованиям, общим для ЗУ, — считывание информации с ее разрушением или без разрушения, быстродействие, надежность и пр.

За счет специализации удавалось повысить такие параметры, как быстродействие, надежность, понизить вес и уменьшить габариты (для бортовых систем).

Дизайнер синтезирует эти различные подходы. Умело подобранные цвета способствуют функциональному комфорту оператора: стимулируют внимание, вызывают положительные эмоции, компенсируют или снижают зрительное утомление, повышая точность, быстродействие, надежность оператора в системе «человек—техника».

5.1.4. Расчет необходимого запаса разрядной сетки процессора. Первоисточником всех инструментальных погрешностей процессора является ограниченность его разрядной сетки. В процессе проектирования процессорного измерительного средства всегда остро встает вопрос рационального выбора достаточной разрядности процессора, используемого для реализации заданного класса измерительных алгоритмов. Вполне понятное желание проектировщика выбрать повышенную разрядность процессора («с запасом») вступает в противоречие с необходимостью выдержать на определенном уровне другие важные характеристики — быстродействие, надежность, массу, габариты и стоимость, так как в конечном итоге с ростом разрядности увеличивается количество оборудования.

К исполнительным двигателям предъявляются следующие основные требования: устойчивость работы, линейность регулировочных и механических характеристик, малая мощность регулирования, большой пусковой момент, отсутствие самохода (двигатели должны сразу останавливаться после снятия сигнала), изменение в широких пределах скорости вращения, быстродействие, надежность, малый вес и габариты. Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели. Основным их достоинством является простота конструкции и надежность в работе.

В качестве критериев сравнения различных систем элементов целесообразно использовать следующие показатели: быстродействие, надежность и аппаратные затраты.

Необходимо отметить, что несмотря на важность знания метрологических характеристик ИИС выбор их в качестве классификационных признаков связан с существенными трудностями! Действительно, все общие характеристики (погрешность, быстродействие, надежность и др.) являются количественными. В пределах диапазона значений той или иной характеристики можно выделить ряд интервалов. Однако сопоставление ИИС по их месту в такой системе признаков (в особенности по бинарному принципу) в общем случае весьма условно. В самом деле, погрешность 0,5% при лабораторных условиях работы системы можно считать относительно большой по сравнению с той же погрешностью у системы, работающей в тяжелых эксплуатационных условиях. Видимо, сопоставление ИИС по количественным характеристикам эффективно только ДЛЯ ИИС с одинаковым, сравнительно узким функциональным назначением.

рактеристики, которые используются для всех средств информационно-измерительной техники. Важнейшими из них являются точность, динамический и частотный диапазоны, чувствительность, быстродействие, надежность, сложность, стоимость, масса, габариты и т. д., параметры взаимодействия ИИС V с исследуемыми объектом и U с оператором, вычислительной машиной, управляющей системой, системой связи и т. д. Эти частично закрепленные законодательно характеристики разрабатывались и устанавливались, как правило, для одиночных приборов, исходя преимущественно из концепции выполнения разовых процессов получения количественной информации. С развитием ИИС и расширением практики их использования ощущается недостаточность имеющихся характеристик и их оценок. Это в первую очередь определяется усложнением выполняемых ИИС функций и повышением ответственности за полученные количественные оценки.

Главными целями распознавания образов является расширение возможностей общения человека с машиной и расширение возможностей автоматизации путем освобождения человека-оператора от многих операций, ограничивающих быстродействие, надежность и эффективность функционирования автоматизированных комплексов.

Основные достоинства этих устройств — высокое быстродействие, надежность работы и малые потери активной мощности. Недостатком является необходимость установки дополнительного регулируемого дросселя.

Основными достоинствами этих устройств являются высокое быстродействие, надежность работы и малые потери активной мощности. К недостатку их можно отнести необходимость установки дополнительного регулируемого дросселя.