Ćwiczenie 27

1. Wymień znane Ci techniki realizacji bramek. Wymień ich wady i zalety.

1. RDL - technika rezystorowo-diodowa - bramki wykonane techniką RDL nie zapewniają wykonania funkcji negacji, zatem nie mogą tworzyć systemu funkcjonalnie pełnego.

Wady:

• Posiadają cechy uniemożliwiające szeregowe łączenie wielu bramek

• Istnienie „przezroczystości” - każde obciążenie wyjścia jest widziane przez sygnał wejściowy, co powoduje małą obciążalność bramki

• Mała szybkość działania układu z uwagi na stosunkowo dużą wartość rezystancji rezystora

• RTL - technika rezystorowo-tranzystorowa

Wady:

• Relatywnie duży prąd wejściowy bramki przy wysokim poziomie na wejściu, powodujący zmniejszenie marginesu zakłóceń przy zwiększeniu liczby sterowanych bramek

Zalety:

• Niska cena

3. DTL - technika diodowo-tranzystorowa

4. TTL - technika tranzystorowo-tranzystorowa - są to popularne układy cyfrowe, stosowane od lat sześćdziesiątych

Wady:

• Niewystarczająca częstotliwość pracy (seria 74) [seria 74 została później udoskonalana, a powstałe w ten sposób serie miały swoje wady i zalety]

Zalety:

• Bardzo duży asortyment tych układów

• Obciążalność równa 10

5. CMOS

2. Co to jest obciążalność bramki?

Obciążalność bramki (N) - jest to liczba możliwych do wysterowania wejść innych bramek tego samego typu przez wyjście pojedynczej bramki. Dla bramki standardowej TTL mamy:

• Dla stanu wysokiego
  

• Dla stanu niskiego
  

Obciążalność wynosi


3. Podaj podstawowe parametry elementów logicznych w technice TTL.

• Napięcie zasilania:
  

• Napięcie wyjściowe na poziomie L:
  

• Napięcie wyjściowe na poziomie H:
  

• Graniczne napięcie wejściowe dla stanu L:
  

• Graniczne napięcie wejściowe dla stanu H:
  

• 
  Gwarantowane parametry marginesu zakłóceń:




• Obciążalność bramki dla stanu wysokiego:
  

• Obciążalność bramki dla stanu niskiego:
  

4. Narysuj schemat budowy bramki NAND zrealizowany w technice TTL. W jakich stanach są poszczególne tranzystory przy wysokim i niskim poziomie na wyjściu bramki?




Jeżeli na którymkolwiek wyjściu (emiterze) jest stan niski, to tranzystor nasyca się, a na jego kolektorze też jest stan niski. Stan wysoki jest jedynie wtedy, gdy wszystkie wyjścia są w stanie wysokim.

5. Narysuj i opisz charakterystykę przejściową bramki NAND TTL.




Punkt X na charakterystyce przejściowej odpowiada napięciu wejściowemu ok. 0,65V. Napięcie na bazie tranzystora T1 jest wtedy równe ok. 1,3V, co oznacza zapoczątkowanie przewodzenia tranzystora T2 wskutek oddziaływania napięcia wejściowego przez przewodzące złącze emiter-baza transformatora T1 i przepływ prądu kolektora. Nachylenie charakterystyki przejściowej między punktami X i Z równe jest w przybliżeniu -1,6 V/V. Tranzystor T3 w układzie wtórnika emiterowego powtarza zmiany napięcia zachodzące na kolektorze T3.

Punkt Z na charakterystyce przejściowej wyznacza wartość napięcia, przy której zaczyna przewodzić złącze emiter-baza tranzystora T3, pod wpływem przyrostu napięcia na oporniku R3. Od tego punktu zaczyna się stroma część charakterystyki, ponieważ coraz silniej przewodzi tranzystor T3. Powoduje on też wzmożony pobór prądu kolektora, przez co przyspiesza zetknięcie tranzystora T4. W końcu dochodzi do osiągnięcia na wyjściu bramki stanu niskiego.

6. Narysuj i opisz charakterystykę przejściową linearnej bramki NAND TTL.

???

7. Narysuj i opisz charakterystykę przejściową bramki NAND Schmitt'a TTL.

???

8. Narysuj symbole bramki AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR i podaj tabele prawdy.




---