Дискретном исполнении

Синхронные триггеры кроме информационных входов имеют еще вход синхронизации (С-вход). Изменение состояния синхронных триггеров может происходить в соответствии с сигналами на информационных входах только при подаче тактирующего импульса на С-вход. Обычно тактирующие импульсы подаются от специального генератора импульсов, общего для всего дискретного устройства, в котором используются синхронные триггеры. Действие такого устройства будет происходить последовательно по тактам; длительность каждого такта, а следовательно, быстродействие устройства, будет определяться параметрами (настройкой) генератора импульсов.

а — резистивный испаритель для испарения мелкодисперсных частиц; б — рези-стивный испаритель дискретного устройства для испарения проволоки из бухт; в — электронно-лучевой испаритель; г — испаритель для взрывного испарения; / — подложка; 2 — бункер; 3 — лодочка; 4 — катушка; S — нагреватель; 6 — электронная пушка; / —испаряемый материал; в— корпус.

5.1. Обобщенная структурная схема микропрограммного дискретного устройства

Если абстрактный автомат был лишь математической моделью дискретного устройства, то в структурном автомате учитывается структура входных и выходных сигналов, а также его внутреннее устройство на уровне структурных схем. Структурным синтезом занимается структурная теория, основной задачей которой является построение логической схемы автомата из элементарных автоматов, принадлежащих к заранее заданному конечному числу типов.

Управляющий автомат, реализующий микропрограмму работы дискретного устройства, принято называть микропрограммным автоматом (МГЛА). Синтез МПА Мили по ГСА осуществляется в два этапа: получение отмеченной ГСА и построение графа автомата. На первом этапе выполняется отметка ГСА символами (метками) в], ..., ам по алгоритму Фь

1) разработку алгоритма функционирования проектируемого дискретного устройства и представление его на каком-либо формальном языке, например на языке ГСА;

ные с тем отличием, что ]B/q[>]L/(s — Re) [. Анализ табл. 9.18, 9.19 показывает, что по числу элементов базо-бые схемы сложнее произвольных не бодее чем в 1,4 раза, что на практике вполне приемлемо. Заметим, что данные этих таблиц хорошо согласуются с результатами проектирования дискретных управляющих устройств для различных систем автоматики и вычислительной техники. В некоторых случаях (строки 17, 26 табл. 9.18, 18, 26, 27 табл. 9.19) оказывается, что число элементов базовой схемы меньше, чем произвольной. Такая ситуация может возникнуть за счет введения в ГСА дополнительных меток (см. § 9.2) для сокращения мощности некоторых множеств А (ат) , В конечном счете это приводит к уменьшению числа функций возбуждения, формируемых на выходах ПЛМ, хотя в то же время и к снижению быстродействия дискретного устройства, построенного на основе соответствующей базовой схемы.

Микросхемы, выполняющие простейшие операции (И, И—НЕ, ИЛИ, ИЛИ—НЕ и др.), обычно содержат в одном корпусе несколько независимых логических элементов, связанных только общим питанием. При составлении схемы дискретного устройства нередко случается, что отдельные логические элементы остаются свободными.

HDL-программа может рассматриваться как знаковая модель дискретного устройства [1, 34]. Знаковыми моделями называют способы представления реальных или проектируемых объектов, которые не имеют физического или геометрического подобия с объектами моделирования, а отражают лишь существенные свойства объектов с использованием принятых формальных обозначений. Воспроизведение функционирования и иных свойств объекта по знаковым моделям может выполняться на основе мысленных или машинных экспериментов с ними. Знаковая модель, как всякая другая модель, обеспечивает выделение наиболее существенных для разработчика характеристик. Как правило, составитель HDL-программы абстрагируется от конкретной физической реализации, выделяя, прежде всего, воспроизведение функционирования проектируемого изделия. После выполненных прове-

Моделью последовательностного дискретного устройства является конечный автомат, т. е. система, способная находиться в одном из состояний из некоторого дискретного множества, изменять состояние в зависимости от входа и формировать выходы в соответствии с определенным алгоритмом. Мы ограничимся представлением синхронных автоматов, изменение состояний в которых происходит в моменты появления фронта сигнала на тактирующем входе. Интервал времени между двумя соседними фронтами тактирующего сигнала назовем тактом работы автомата.

Маломощные полупроводниковые приборы изготовляют как в дискретном (отдельном), так и в интегральном исполнении, мощные (силовые) приборы — в дискретном исполнении. Технология изготовления, не изменяя общего характера процессов, протекающих в приборе, оказывает существенное влияние на его технические и эксплуатационные показатели.

4. Каково соотношение элементов в микроэлектронном и дискретном исполнении в составе РЭС?

занных на схеме (см. 4.14, в) в этом случае необходимо, чтобы потенциал в точке / был отрицательным, отрицательным должен быть и потенциал в точке 4 относительно /. Естественно, потенциал точки 2 также отрицателен. Таким образом, схема будет работоспособна, если при любых изменениях режимов транзисторов потенциал точки 3 будет оставаться отрицательным. При малых величинах этого напряжения (единицы мВ) у многих транзисторов наблюдается сильное падение коэффициента усиления каскада, поэтому целесообразно поддерживать его на уровне порядка сотни мВ. При высокой степени идентичности транзисторов это может быть получено за счет существенного разноса рабочих токов первых двух транзисторов. Ток первого транзистора выбирается в пределах 0,1—0,3 мА, а второго 0,4—0,6 мА, что обеспечивает необходимую разность потенциалов и высокие усилительные свойства транзисторов. В коллекторе второго транзистора (точка 5) напряжение должно быть еще более отрицательным, чем в коллекторе первого транзистора. Кроме того, в коллекторе второго транзистора должно развиваться заметное переменное напряжение, достаточное для раскачки выходного каскада усилителя. Поэтому для увеличения величины отрицательного потенциала в эмиттер третьего транзистора целесообразно включить кремниевый диод в прямом направлении. При протекании через него тока транзистора на нем появляется падение напряжения, близкое к величине контактной разности потенциалов ?/д = 0,7 В. Так как динамическое сопротивление диода весьма мало, его не надо шунтировать конденсатором для уменьшения величины отрицательной ОС по переменному току. При дискретном исполнении усилителя для обеспечения полной взаимозаменяемости транзисторов целесообразно ввести дополнительно диод в эмиттер второго транзистора, а в эмиттер третьего включить последовательно два диода или низковольтовый стабилитрон. При интегральном исполнении, когда идентичность транзисторов высока возможно исключение диода из эмиттера третьего транзистора.

Первый уровень (КУ-1) для РЭА на базе УТК.-1 и УТК-П — кор-иусированные ИС со штыревыми ( 1.2, я) или планарными ( 1.2, б) выводами широкого применения, бескорпусные гибридные ИС (или микросборки), транзисторы и диоды в корпусах, конденсаторы в дискретном исполнении. В РЭА на базе УТК-Ш к КУ-1 относят кор-нусированные. бескорпусные однослойные И МНОГОСЛОЙНЫе МИКрОЭЛек-тронные узлы (МЭУ, 1.2, в и г).

Многоэмиттерные транзисторы. Помимо биполярных транзисторов, соответствующих дискретным транзисторам, в микроэлектронике применяют разновидности транзисторов, не имеющие аналогов в дискретном исполнении. Многоэмиттерные транзисторы (МЭТ) являются одним из таких видов. Они имеют ( 17.35, а) один коллектор К и несколько (до 8 и более) эмиттеров Э1, Э2, ЭЗ, объединенных одним общим базовым слоем Б.

Параллельная коррекция индуктивности отличается конструктивной простотой, невысокой стоимостью, надежностью в работе. Но этот вид коррекции пригоден лишь для усилителей в дискретном исполнении.

Основные логические элементы в дискретном исполнении. Логический элемент НЕ (табл. 21.1) имеет один вход и один выход и выполняет операцию НЕ. Он представляет собой усилительный каскад на биполярном или полевом транзисторе, работающий в ключевом режиме. На 21.1 показан элемент НЕ на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. Элемент предназначен для работы с сигналами положительной полярности в положительной логике. Транзистор Гзакрыт отрицательным потенциалом на базе, подаваемым от источника ЕБ. При подаче на вход элемента сигнала низкого уровня 1/вх = [7°, соответствующего логическому 0, транзистор остается закрытым, коллекторный ток равен нулю, т. е. через резистор RK ток не проходит и на выходе

Интегральная инжекционная логика (И2Л). Эта логика не имеет аналогов в дискретном исполнении и является новым направлением, которое способствует миниатюризации цифровых приборов. В основе построения микросхем на И2Л используется базовая структура, состоящая из комплементарной пары биполярных транзисторов. Транзистор p-n-р работает в режиме источника тока (выполняет функции инжектора носителей заряда), а многоэмиттерный транзистор n-p-п работает как инвертор. Поэтому эту логику можно назвать логикой с инжещион-ным питанием. Один элемент И2Л занимает очень малую площадь, и потребляемая им мощность незначительна. Поэтому множество таких элементов можно объединить в схему с высокой степенью интеграции.

Биполярные транзисторы изготавливаются в дискретном исполнении и в качестве компонентов и элементов интегральных микросхем (ИС). В последнем случае предусматриваются конструктивно-технологические меры электрической изоляции транзисторов и других элементов ИС друг от друга.

Относительная доля выпуска транзисторов в дискретном исполнении постоянно сокращается. Прежде всего это касается маломощных транзисторов. Мощные транзисторы в силу ряда причин поддаются интегрализации с большим трудом. Тем не менее уже выпускаются мощные составные транзисторы (транзисторы Дарлингтона, или транзисторы с предусилением), содержащие на одном кристалле два (или более) «элементарных» транзистора. С точки зрения изготовителя такой составной транзистор, который к тому же может иметь дополнительные интегральные элементы защиты — резисторы и диоды, является ИС малой степени интеграции. Однако такой составной транзистор характеризуется системой параметров, применяемой для одиночных транзисторов, и с точки зрения потребителя почти не «проявляет» своей сложной структуры (за исключением высокого коэффициента передачи тока базы, превосходящего 102—103).

а — в дискретном исполнении; б — в микроисполнении