23490

Podstawową miarą szybkości działania układu cyfrowego jest czas propagacji t,(inaczej czas opóźnienia), natomiast w układach sekwencyjnych, częstotliwość impulsów sterujących.

Istnieją dwa zasadnicze czasy propagacji: przy przejściu napięcia wyjściowego Uo układu z poziomu niskiego do wysokiego (t**), i odwrotnie, przy przejściu z poziomu wysokiego do niskiego (tp«). Wartość t_p określa się w związku z tym jako większy z tycli dwóch czasów lub jako ich średnią arytmetyczną.

Wartości czasów propagacji obowiązują tylko w odniesieniu do ściśle określonych warunków pomiarowych, tj. przy w pełni zdefiniowanych parametrach impulsu wejściowego, określonym napięciu zasilającym, sprecyzowanym obciążeniu i temperaturze. Pojemności pasożytnicze oczywiście wydłużają czasy propagacji i ze względu na specyfikę mają większe znaczenie dla układów unipolarnych.

Z punktu widzenia szybkości działania najszybszymi układami są układy ECL, których czasy propagacji są rzędu od kilkudziesięciu do kilkuset pF (od 0.5 ... 5GHz). Układy unipolarne są wolniejsze (do 500 MHzX z wyjątkiem układów GaAs, których częstotliwości graniczne dochodzą do kilkunastu GHz).

* moc strat,

Moc strat P układu określa się jako P=UccIcc . gdzie U<x jest napięciem zasilającym i lec jest prą-dem pobieranym ze źródła zasilania. Moc strat można określić dla dwóch stanów logicznych na wyjściu, można określić moc P_L= Uoclca (przy poziomie niskim na wyjściu) i P_H= UcrJa-.H(przy poziomie wysokim na wyjściu). Moc średnią przy danym okresie przełączeii T = t«ot ⁺ Uoh można w przybliżeniu określić jako: P = (Pd-ot* PmI.<*i)/T

Jeśli okres T jest wystarczająco długi, by można pominąć wpływ skończonych czasów narastaniu i opadania zboczy.

Wartość mocy strat zależy od obciążenia. Przy obciążeniu pojemnościowym prąd ładowania pojemności powoduje znaczny wzrost mocy przy wzroście częstotliwości. Czasami do zgubnej oceny układów cyfrowych stosowany jest współczyiuiik dobroci D. zdefiniowany jako iloczyn czasu propagacji i mocy strat: D = t_pP

Typowe zależności średniej mocy strat P pojedynczej bramki od częstotliwości przełączania f dla różnych serii układów scalonych przedstawiono na tys. Dodatkowo uwzględniono obciążenie pojemnościowe, na które składają się pasożytnicze pojemności sterowanych układów oraz ścieżek łączących.

10'^J

10-'

I

10