6931258586

http ://l ay er. uci. agh. edu. pl/ maglay/wrona

3. ZASADNICZE PARAMETRY CYFROWYCH UKŁADÓW SCALONYCH

Z punktu widzenia projektanta, wykorzystującego cyfrowe układy scalone, istotne są następujące parametry:

*    szybkość działania,

*    moc strat,

*    odporność na zakłócenia,

*    zgodność łączeniowa i obciążalność.

3.1. SZYBKOŚĆ DZIAŁANIA

Podstawową miarą szybkości działania układu cyfrowego jest czas propagacji t_p, natomiast w układach sekwencyjnych, częstotliwość impulsów sterujących.

Czas propagacji, określany również jako czas opóźnienia, definiuje się jako odstęp czasowy między zboczem impulsu wejściowego i wywołanym przezeń zboczem impulsu wyjściowego, przy umownie określonym poziomie napięcia na tych zboczach¹. Istnieją dwa zasadnicze czasy propagacji: przy przejściu napięcia wyjściowego Uo układu z poziomu niskiego do wysokiego (t_PLH), i odwrotnie, przy przejściu z poziomu wysokiego do niskiego (t_PLH)- Wartość t_p określa się w związku z tym jako większy z tych dwóch czasów lub jako ich średnią arytmetyczną.

Umowne punkty zmiany stanu

Rys. 3.1 Układ cyfrowy reprezentowany przez czarną skrzynkę oraz wiązane z nim przebiegi czasowe. U_cc-napięcie zasilania, I_Cc - prąd zasilania, U/ (Uo)- napięcie wejściowe (wyjściowe), U_r -umowny poziom napięcia odpowiadający znuanie stanu logicznego

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 MHz), z wyjątkiem układów GaAs, których częstotliwości graniczne dochodzą do kilkunastu GHz).

1

W literaturze poziom len określa się jako poziom przy który m następuje przełączenie bramki (np. dla układów TTL jest to 1.3V) lub poziom odpowiadający połowie amplitudy napięcia przełączania