Интегральная микросхема - это микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала (или накопления информации) и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и (или) кристаллов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставки и эксплуатации рассматривается как единое целое.
Основная особенность ИМС состоит в том, что она выполняет законченную, как правило, весьма сложную функцию и может быть усилителем, триггером, счетчиком или друг им устройством, тогда как для выполнения той же функции на электронных (дискретных) приборах требуется собрать соответствующую схему. ИМС содержит элементы и компоненты.
Классифицируют ИМС по различным признакам: по функциональному назначению - цифровые, аналоговые (линейные), аналого-цифровые; по характеру выполняемой функции - усилители, генераторы (мультивибраторы, блокинг-генераторы и др.), триггеры, логические элементы и другие; по принципу действия основных элементов - биполярные, МДП и комплементарные КМДП; по конструктивно-технологическим признакам - полупроводниковые, пленочные, гибридные и совмещенные. Наиболее распространена классификация по двум последним признакам.
Функциональную сложность ИМС характеризуют степенью интеграции - числом содержащихся в ней элементов и компонентов. Количественную оценку степени интеграции производят по коэффициенту К= lg( N) , где N число элементов и компонентов схемы.
Примером простых ИМС могут служить логические элементы.
В качестве характеристики ИМС используют также плотность упаковки элементов - количество элементов (чаще всего транзисторов} на единицу площади кристалла. В настоящее время плотность упаковки ИМС составляет 500-1000 элементов/мм и более.
57. Классификация и определение Электронных усилителей — прибор, способный усиливать электрическую мощность. Приборы, усиливающие только ток или напряжение (например, трансформаторы) к числу усилителей не относятся. Принцип работы электронного усилителя основан на изменении его активного или реактивного сопротивления электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках под воздействием сигнала малой мощности[1]. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.
Классификация электронных усилителей
Электронные усилители классифицируют по различным признакам:
1) по диапазону усиливаемых частот - усилители постоянного тока (УПТ), усилители низкой частоты (УНЧ), усилители промежуточной частоты (УПЧ), усилители высокой частоты (УВЧ);
2) по характеру усиливаемого сигнала - усилители непрерывных и импульсных сигналов;
3) по усиливаемой электрической величине - усилители напряжения, тока, мощности;
4) по ширине полосы усиливаемых частот - узкополосные (избирательные) и широкополосные усилители;
5) по типу нагрузки - резистивные (апериодические) и резонансные усилители.
Усилительные параметры
Работу усилителей принято оценивать рядом показателей и характеристик.
Коэффициент передачи или коэффициент преобразования - это отношение выходной величины, характеризующей уровень сигнала, ко входной величине. В частном случае, когда входная и выходная величины одинаковы (напряжение, ток, мощность), коэффициент передачи называют коэффициентом усиления.
Различают:
коэффициент усиления по напряжению K U =K= U вых U вх ;
коэффициент усиления по току K I = I вых I вх ;
коэффициент усиления по мощности K P = P вых P вх = K U ⋅ K I ;
сквозной коэффициент усиления K e = U вых E с = K вх ⋅ K U ,
где K вх = R вх R вх + R с - коэффициент передачи входной цепи;
R вх = U вх I вх - входное сопротивление усилителя.
В связи с тем, что громкость слухового восприятия звукового сигнала пропорциональна логарифму его интенсивности, для сравнения мощностей двух колебаний была введена логарифмическая единица бел (названа по имени изобретателя телефона А. Белла). Коэффициент усиления мощности обычно выражают в более мелких единицах -децибелах: K p ,дБ= 10 lg K p .
Если мощности Рн и Рвх выделяются на одинаковых сопротивлениях (Rн=Rвх=R), то их отношение в децибелах можно выразить через отношение напряжений
10 lg U вых 2 R U вх 2 R =20lg U вых U вх .
Последнюю запись часто используют для выражения в децибелах коэффициента усиления напряжения даже при Rн ≠ Rвх , хотя это и некорректно, т.е. полагают K,дБ=20 lg K Логарифмические единицы удобны тем, что общий коэффициент усиления усилителя, составленного из отдельных каскадов, равен сумме коэффициентов усиления отдельных каскадов усиления (выраженных в логарифмических единицах). Например,
K= K 1 ⋅ K 2 ⋅...⋅ K n ;
K, дБ= K 1 ,дБ+ K 2 ,дБ+...+ K n ,дБ.
В зависимости от вида электронного усилителя в выражения для оценки коэффициентов усиления могут входить различные величины. Это значения постоянных токов и напряжений в УПТ, комплексные, действующие или амплитудные значения для усилителей гармонических сигналов, амплитуды входного и выходного импульсов для импульсного усилителя.
RS-триггеры
RS-триггер асинхронный
| S | R | Q(t) | Q(t) | Q(t+1) | Q(t+1) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | не определено | не определено |
| 1 | 1 | 1 | 0 | не определено | не определено |
Рис.14.1.
Асинхронный RS-триггер с инверсными входами
RS-триггер или SR-триггер — триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.
При подаче единицы на вход S (от англ. Set — установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от англ. Reset — сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю. Состояние, при котором на оба входаR и S одновременно поданы логические единицы, в простейших реализациях является запрещённым (так как вводит схему в режим генерации), в более сложных реализациях RS-триггер переходит в третье состояние QQ=00. Одновременное снятие двух «1» практически невозможно. При снятии одной из «1» RS-триггер переходит в состояние, определяемое оставшейся «1». Таким образом RS-триггер имеет три состояния, из которых два устойчивых (при снятии сигналов управления RS-триггер остаётся в установленном состоянии) и одно неустойчивое (при снятии сигналов управления RS-триггер не остаётся в установленном состоянии, а переходит в одно из двух устойчивых состояний).
RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами, отдельно управляемыми посредством стробов, разнесённых во времени. Также RS-триггеры часто используются для исключения так называемого явления дребезга контактов.
RS-триггеры иногда называют RS-фиксаторам.
§ 
§ Рис.14.2
Условное графическое обозначение асинхронного RS-триггера
§ 
Рис.14.3.
Логическая схема асинхронного RS-триггера на элементах 2И–НЕ
§ 
Рис.14.4.
Карта Карно асинхронного RS-триггера
RS-триггер синхронный
| C | S | R | Q(t) | Q(t+1) |
| 0 | x | x | 0 | 0 |
| 1 | 1 | |||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | не определено |
| 1 | 1 | 1 | 1 | не определено |
Схема синхронного RS-триггера совпадает со схемой одноступенчатого парафазного (двухфазного) D-триггера, но не наоборот, так как в парафазном (двухфазном) D-триггере не используются комбинации S=0, R=0 и S=1, R=1.
Алгоритм функционирования синхронного RS-триггера можно представить формулой
где x — неопределённое состояние.
§ 
Рис.14.5.
Условное графическое обозначение синхронного RS-триггера
§ 
Рис.14.6.
Схема синхронного RS-триггера на элементах 2И-НЕ
§ 
Рис.14.7.
Карта Карно синхронного RS-триггера
RST -триггеры
Комбинированные триггеры типа RST-счетный триггер,имеющий также входы установки и сброса
60. Светодиод - это излучающие полупроводниковые приборы с одним p - n -переходом, преобразующие электрическую энергию в энергию некогерентного светового излучения.
В основе принципа действия светодиодов лежит свойство излучательной рекомбинации - излучение квантов света при рекомбинации пар электрон -дырка. Рекомбинация наблюдается, если p - n -переход включен в прямом направлении. Рекомбинация будет излучательной не всегда. В ряде случаев вся энергия, приложенная к переходу, передается атомам решетки, т. е. имеет место безизлучательная, или тепловая, рекомбинация. Так, в германиевых переходах электрическая энергия выделяется почти полностью в виде тепловой.
Диод, представляющий собой монокристалл n-типа, в котором создан p - n -переход, помещен в корпус - стеклянную линзу, пропускающую излучаемый свет. От областей n - и p - типа сделаны выводы из некорродирующего металла (золота, серебра).
Светодиоды имеют малые габариты и массу, низкое потребление мощности, высокую стабильность и большой срок службы. Инерционность светодиодов мала, она составляет десятимиллионные и стомиллионные доли секунды. Светодиодам можно придавать различную форму, а также располагать их на одном кристалле в виде черточек.
Светодиоды находят широкое применение в световых табло, в счетно-решающих машинах для ввода-вывода цифровой и буквенной информации, а также в оптоэлектронике.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 227.
