Una dintre cele mai importante caracteristici ale oricărui microcircuit, care determină funcționalitatea și caracteristicile aplicației sale, este modul în care este realizată cascada de ieșire. Se folosesc cel mai adesea patru tipuri de etape de ieșire:
1. Etapa standard de ieșire.
Circuitul este implementat în așa fel încât tensiunile Ua și Ub să se schimbe întotdeauna în antifază. Acest lucru înseamnă că, într-o pereche de tranzistori din faza de ieșire, una este întotdeauna închisă, iar cealaltă este deschisă.
O astfel de etapă de ieșire furnizează un curent de ieșire de mare (influentul) la 0 ieșire logică (I 0 O) când deschide tranzistorul de jos, și o ieșire (efluent) curent semnificativ mai mică la o ieșire logică 1 (I 1), atunci când deschide tranzistorul superior.
Întrucât o astfel de schemă a etapei de ieșire este standard, nu este indicată în denumirea grafică condiționată.
2. Cascadă de ieșire cu colector deschis.
Într-un astfel de sistem este utilizat ca tranzistor etapă de ieșire cu colector său este conectat la o sursă de alimentare și este conectat numai la circuitul de ieșire extern, astfel încât ieșirea sa trebuie să fie conectat printr-un rezistor extern la o sursă de alimentare adecvată. Tranzistorii fazei de ieșire pot fi proiectați pentru o tensiune de alimentare diferită, diferită de tensiunea de alimentare a restului circuitului.
Etapa de ieșire cu un colector deschis oferă un curent de ieșire mare (în flux) la o logică zero la ieșire (I 0 out).
Pe denumirea grafică condiționată, astfel de jetoane sunt indicate de o pictogramă à .
3. Cascadă de ieșire cu un emițător deschis.
În această schemă, colectorul este conectat în interiorul cipului în mod obișnuit, iar emițătorul nu este conectat la firul comun, ci este conectat la numai unul dintre terminalele externe.
Încărcarea la astfel de microcircuite este legată între bornele emițătorului și firul comun, adică etapa de ieșire va fi un follower de emițător care va furniza un curent de ieșire mare (scurgere) la logica 1 la ieșire (I 1 out).
Pe o denumire grafică condiționată, astfel de jetoane sunt indicate de simbolul "à.
4. Un circuit cu trei stări la ieșire.
Acest circuit diferă de circuit cu o priză standard că tensiuni Ua și Ub pot fi fie în antifază (atunci când funcționează ca un circuit cu ieșire standard) și în faza când ambele tensiuni Ua IUB ia strat scăzut (acoperire), ceea ce face imposibil ca curenții de ieșire să treacă prin tranzistori. De fapt, aceasta este echivalentă cu starea în care pinul de ieșire al IC este deconectat de restul părții sale. În acest caz, se spune că producția este în starea a treia (impedanță ridicată, rezistență ridicată, z-stare).
Trecerea ieșirii de la modul standard la cea de-a treia este controlată de un semnal special de comandă OE (Output Enable). Pe o denumire grafică condiționată, astfel de cipuri sunt marcate cu o pictogramă à (sau Z).
11. Combinarea ieșirilor microcircuitelor digitale
În cele din urmă, ieșirea cu trei stări de 3C este foarte asemănătoare cu ieșirea standard. dar o a treia stare este adăugată celor două state, una pasivă în care ieșirea poate fi considerată deconectată de la circuitul ulterior. În primul și al doilea nivel al reprezentării, această ieșire poate fi considerată ca fiind formată din două comutatoare (Figura 1.9), care se pot bloca la rândul lor, dând o valoare logică zero și o unitate logică, dar pot fi deschise simultan. Această a treia stare este numită și impedanță înaltă sau stare Z. Pentru a transfera ieșirea în cea de-a treia stare Z, utilizați o intrare specială de comandă, denumită OE (Enable Output) sau EZ (Enable Z-state).
Când două sau mai multe ieșiri 2C sunt combinate, este posibilă o situație în care o ieșire tinde să emită un semnal logic, iar cealaltă ieșire semnalează un semnal logic zero. Este ușor de observat că în acest caz un curent de scurtcircuit Ic3 inacceptabil de mare va trece prin cheia închisă superioară a ieșirii care dă unitatea și prin cheia închisă inferioară a ieșirii care emite zero. Aceasta este o situație de urgență în care nivelul de ieșire al semnalului logic de ieșire nu este definit cu precizie - poate fi perceput de intrarea ulterioară atât ca zero, cât și ca unitate. Ieșirile conflictuale pot chiar să se descompună, perturbând funcționarea microcircuitelor și circuitului în ansamblu.
Dar, în cazul unei combinații de două ieșiri, un astfel de conflict nu poate apărea în principiu. Chiar dacă o cheie de ieșire este închis, iar celălalt - deschis, de urgență nu se va întâmpla, deoarece curent inacceptabil de mare nu vor, iar ieșirea combinată va fi zero logic. Și când situația de urgență două ieșiri 3C, deși este posibil (în cazul în care ambele ieșiri sunt active simultan), dar poate fi ușor prevenite prin organizarea schemei, astfel încât starea activă va fi întotdeauna doar una dintre ieșirile 3C combinate.
Integrarea ieșirilor microcircuitelor digitale este absolut necesară, de asemenea, cu organizarea conexiunilor dintre dispozitivele digitale cu autobuzul (sau, după cum se spune, cu coloana vertebrală). Organizarea conexiunilor de autobuze este utilizată, de exemplu, în computere și alte sisteme de microprocesoare. Esența sa se reduce la următoarele.
În organizarea clasică a conexiunilor (Figura 1.11), toate semnalele între dispozitive sunt transmise pe propriile linii separate (fire). Fiecare dispozitiv transmite semnalele sale tuturor celorlalți, indiferent de alte dispozitive. În acest caz, de regulă sunt obținute multe linii de comunicații; în plus, regulile de schimb de semnale în aceste linii (sau protocoale de schimb) sunt extrem de diverse.
În cazul organizării conexiunilor cu magistrale (Figura 1.12), toate semnalele dintre dispozitive sunt transmise pe aceleași linii (fire), dar la momente diferite (acest lucru se numește multiplexare de timp). Ca urmare, numărul liniilor de comunicație este redus drastic, iar regulile de schimb de semnal sunt mult simplificate. Grupul de linii (semnale) utilizat de mai multe dispozitive se numește magistrala. Este clar că combinația de ieșiri în acest caz este absolut necesară - la urma urmei, fiecare dispozitiv trebuie să poată transmite semnalul pe o linie comună. Lipsa organizării autobuzului este, în primul rând, viteza redusă a schimbului de semnal (în comparație cu structura clasică a conexiunilor). Cu structuri de comunicare simple, poate fi redundant.
Dar înapoi la tipurile de circuite digitale.
La al treilea nivel al reprezentării (modelul electric), este necesar să se țină seama de faptul că tastele de ieșire (Figura 1.9) nu sunt comutatoare de comutare simple (ca în primele două nivele ale reprezentării), ci chei de tranzistor cu propriii parametri specifici. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor este suficient să se știe ce curent poate da această ieșire la o logică zero (IOL) și la o unitate logică (IOH). Valorile acestor curenți nu trebuie să depășească suma curenților tuturor intrărilor conectate la această ieșire (respectiv IIL și IIH). Numărul de intrări care pot fi conectate la o ieșire este determinat de factorul de ramificare sau capacitatea de încărcare a microcircuitului. Există microcircuite cu capacitatea obișnuită de încărcare și cu o capacitate de încărcare crescută (mai mare decât cea obișnuită de două ori sau mai mult). Ieșirile 3C, de regulă, au o capacitate de încărcare crescută (adică oferă curenți mari de ieșire). Ieșirile 2C și OK pot fi atât cu cele obișnuite, cât și cu capacitatea de încărcare crescută.
De asemenea, la cel de-al treilea nivel de prezentare (modelul electric), este necesar să se țină seama de tensiunile de ieșire UOL și UOH din microcircuit. Ieșirile OK pot fi calculate ca tensiunea de ieșire normală a unității logice (UOH = UCC = 5 V) și tensiunea crescută a unității logice (până la 30 V). În acest din urmă caz, rezistența externă a acestei ieșiri (vezi Figura 1.9) este conectată la o sursă de supratensiune.
Numai în cazuri complexe, de exemplu, atunci când traduceți un element logic într-un mod liniar datorită feedback-urilor, trebuie să țineți cont de alți parametri ai cascadelor de intrare și de ieșire. Dar, în aceste cazuri rare, mult mai ușor și mai sigur să nu presupună nimic, dar utilizarea cip standard, permite un circuit sau alege modurile și valorile nominale ale componentelor externe (rezistențe, condensatori) direct pe structura dispozitivului proiectat. Spre deosebire de calcule, această abordare va oferi o garanție completă a eficienței soluției alese.
Trimiteți-le prietenilor: