Интегральных микросхем

JK-триггер. Распространенным типом триггера в системе интегральных логических элементов является двухтактный /К-триггер, условное обозначение которого показано на 3.12, а.

Если каждый выходной элемент дешифратора имеет вход для сигнала синхронизации, то такая схема называется дешифратором со входом синхронизации ( 3.18, в). При С=1 все выходы данного дешифратора будут иметь единичное значение, а при С = 0 он буде'т работать так же, как и схема на 3.18, б. Такого вида схемы выпускаются в составе комплексов интегральных логических элементов.

и базой вертикального переключательного транзисторов и соединенной с входным электродом, или ряда инжектирующих областей параллельно друг другу по периметру базовой области вертикального транзистора. Структуры подобных интегральных логических схем приведены на 3.29.

На 3.29,а,б представлены схематические изображения интегральных логических схем с одной дополнительной и несколькими инжектирующими областями, соответствующие схематическим решениям, представленным на 1.32,а,б.

Реагирующий орган каждой ступени представляет собой двух-входовый компаратор на ОУ с положительной обратной связью. Его выходной сигнал меняется скачком при превышении напряжением, .-снимаемым с потенциометра R5 (R7), уровня срабатывания, заданного стабилитроном V8 и делителем напряжения R12 — R13. • Значение выходного напряжения усилителя при срабатывании соответствующей ступени защиты меняется от 0,5 до 12—13 В, что позволяв? связывать выходы реле со входами интегральных логических элементов типа К511 (см. главу восьмую). При выходном сигнале 0,5 В диод V13 (VI4) открыт, а резистор R18 (R19] -ограничивает выходной ток усилителя.

4) фиксация порядка чередования знаков мгновенных значений сравниваемых величин. Этот принцип заслуживает особого внимания, так как позволяет создавать быстродействующие ре-ле на основе выпускаемых промышленностью интегральных логических элементов.

2. СРРИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ

2. Серии интегральных логических микросхем.......... 148

Мультивибраторы. Мультивибратором называется релаксационный автогенератор, представляющий собой двухкаскадный ЯС-усилитель с емкостной ПОС между каскадами. Мультивибраторы могут быть реализованы на основе транзисторных ключей, операционных усилителей и интегральных логических схем.

интегральных логических элементах можно разделить на две основные группы — асинхронные -и синхронные (тактируемые) триггеры. Асинхронные триггеры срабатывают в моменты поступления запускающих импульсов. Рассмотренные ранее (см. § 12.3) триггеры относятся к асинхронным. В синхронных триггерах используются кроме запускающих импульсов последовательности тактовых импульсов (синхроимпульсов). Запускающий импульс предшествует и подготавливает триггер к опрокидыванию, однако само опрокидывание происходит только в момент воздействия очередного тактового импульса. Таким образом, переключения синхронных триггеров могут происходить только в строго заданные моменты, соответствующие моментам поступления тактовых импульсов.

В книге излагаются основы теории и техники электронных цифровых вычислительных машин и систем, их основных узлов и устройств: систем интегральных логических элементов, типовых узлов ЦВМ, оперативных и внешних запоминающих устройств, процессоров, систем прерывания, мультиплексных и селекторных каналов, интерфейсов, систем аппаратного контроля и диагностики. Основное внимание уделяется логической организации вычислительных машин и систем, особенностям представления информации в ЦВМ, принципам построения вычислительных систем, работающих в мультипрограммном и многопроцессорном режимах, а также в режиме распределения времени.

В. Избирательные rC-фильтры. Фильтры, содержащие только резисторы и конденсаторы, называются гС-фильтрами. Отсутствие в них индуктивных элементов делает их привлекательными для реализации в виде интегральных микросхем. Примером полосового гС-фильтра может служить четырехполюсник ( 4.9, а), называемый мостом Вина, с коэффициентом передачи напряжения при разомкнутой цепи нагрузки

Основное достоинство биполярных транзисторов — высокое быстродействие при достаточно больших токах коллектора. Наличие внешних теплоотводов позволяет работать биполярным транзисторам при мощности рассеяния до 50 Вт и токах до 10 Л. Основной недостаток - относительно небольшие сопротивление входной цепи биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ (1-10 кОм), и плотность размещения при производстве интегральных микросхем.

Основные достоинства полевых транзисторов - большое сопротивление входной цепи (1-10 МОм) и технологичность при производстве интегральных микросхем с большой плотностью размещения элементов. Основной недостаток — относительно невысокое быстродействие.

Операционные усилители (ОУ) представляют собой разновидность усилителей с верхней границей амплитудно-частотной характеристики / = 102 -i- Ю5 Гц (см. 10.59, а). Свое название "операционные" усилители этого типа получили от первоначальной области их преимущественного применения для выполнения математических операций над аналоговыми величинами (сложение, вычитание, интегрирование и т. д.). В настоящее время ОУ применяются при создании электронных устройств самого различного функционального назначения (стабилизация напряжения, генерация сигналов различной формы и т. д.). Операционные усилители часто выполняют многокаскадными с непосредственными связями, которые содержат несколько десятков транзисторов. На входе ОУ включается дифференциальный усилительный каскад для уменьшения дрейфа нуля, затем - промежуточные усилительные каскады для получения необходимого усиления и на выходе — повторитель напряжения для уменьшения выходного сопротивления. Разработка ОУ — сложная проблема. Однако это не затрудняет их практического применения, так как в настоящее время они изготовляются в виде интегральных микросхем.

Различают LC- и rC-автогенераторы. Первые содержат в цепях обратной связи катушки индуктивности и конденсаторы и используют явления резонансов напряжений и токов, вторые — резисторы и конденсаторы. Вторые проще для реализации в виде интегральных микросхем, в частности на основе ОУ. Примеры их реализации будут рассмотрены.

В основе интегральной микроэлектроники лежит использование ИС и больших интегральных микросхем (БИС), применение групповых методов изготовления, машинных методов проектирования ТП изготовления и контроля.

Как показано в § 3.1, проблема минимизации технологической себестоимости годного изделия должна рассматриваться как комплексная, ее решение включает в себя взаимосвязанное рассмотрение системе-, схемотехнических, конструкторских и технологических задач проектирования. Взаимосвязанный выбор схемотехнической (топологической) реализации изделия номинальных значений его конструкционных параметров и технологической точности при заданных ограничениях по критерию минимальной технологической себестоимости годного изделия будем называть технологической оптимизацией. Рассмотрим технологическую оптимизацию вначале на примере интегральных микросхем СВЧ-диапазона (ИС СВЧ).

Стремление к повышению надежности, быстродействия, снижению стоимости аппаратуры привело к появлению новой эле-мйнтной базы вычислительной техники в виде интегральных микросхем, на основе которых были созданы ЭВМ третьего поколения.

Развитие технологии интегральных микросхем позволило создать машины, удовлетворяющие указанным выше требованиям. Уменьшение объема аппаратуры и стоимости машин достигнуто, в первую очередь, за счет короткого машинного слова (16 разрядов вместо 32—64 в машинах общего назначения), уменьшения по сравнению с ЭВМ общего назначения количества типов обрабатываемых данных, ограниченного набора команд, сравнительно небольшой емкости оперативной памяти и небольшого набора периферийных устройств. Подобные машины за свои небольшие размеры получили название малых или мини-ЭВМ.

Архитектура машин ЕС ЭВМ, первая очередь которых появилась в начале 70-х годов, в дальнейшем подвергалась существенной модернизации при разработке второй и третьей очередей ЕС ЭВМ, при этом осуществлялся переход к использованию более быстродействующих интегральных микросхем в том числе схем средней и большей степеней интеграции (последние - главным образом для построения памятей), расширялись функциональные возможности машин (виртуальная память, система виртуальных машин, расширенная система команд, развитие систем автоматизированного контроля и диагностирования), повышалась пропускная способность каналов ввода-вывода, совершенствовались характеристики периферийных устройств, производительность процессоров старших моделей увеличилась до 5-6 млн. операвдй/с, возрастала емкость ОП, получили развитие системные средства для организации многомашинных и многопроцессорных систем.

Полупроводниковые ЗУ размещаются в стандартных корпусах интегральных микросхем. Число выводов ограничивают число слов и разрядов запоминающего массива интегральной микросхемы. Для получения ЗУ с большим числом разрядов и (или) слов, чем в запоминающем массиве в корпусе схемы, применяются несколько корпусов.