ANALÓG ÉS DIGITÁLIS TECHNIKA I Dr. Lovassy Rita
[email protected]
Óbudai Egyetem KVK Mikroelektronikai és Technológia Intézet 4. ELŐADÁS LOGIKAI ÁRAMKÖRÖK I
2010/2011 tanév 2. félév
1
4. ELŐADÁS LOGIKAI ÁRAMKÖRÖK I 1. Digitális áramkörcsaládok 2. Inverter és tulajdonságai 3. Transistor-Transistor Logic (TTL) : bipoláris tranzisztoros integrált logikai áramkörök
2
2
DIGITÁLIS ALAPÁRAMKÖRÖK • Logikai áramkörök - homogén, egységes tulajdonságú alapelemek • Kapuk, tárolók - azonos tápfeszültség, azonos logikai szintek, hasonló terjedési idők • Technológia - közös, egy chip-en integrálhatók Áramkörcsaládok
3
3
DIGITÁLIS ALAPÁRAMKÖRÖK: AZ INVERTER • Konstrukciós szempontból egy áramkörcsalád leglényegesebb eleme az inverter • Az inverter határozza meg az áramkörök alaptulajdonságait: jelszintek, zavarvédelem, terjedési, késleltetési idő, teljesítményfelvétel • a bonyolultabb logikai elemek az inverterből származtathatók, pl. NOR, NAND kapuk: inverter kiegészítése SR flip-flop: két NOR kapu, stb. 4
4
LOGIKAI ÁLLAPOTOK, LOGIKAI SZINTEK Félvezetős logikai áramkörök feszültségvezéreltek. Logikai állapotok: feszültség (szint illetve impulzus). Pozitív és negatív szintű logikai rendszerek. • Pozitív logika: 1-es szint pozitívabb mint a 0-ás szint. • Negatív logika: 1-es szint negatívabb mint a 0-ás szint. • Szabad szintű rendszer: Logikai szintek tűrése viszonylag nagy, a névleges értékek 30 - 50 %-a is lehet. • Kötött (megfogott) szintű rendszer: Logikai szintek tűrése viszonylag kicsi.
5
5
IDEÁLIS KAPCSOLÓ R UT
I
1
U=0
0
U = UT
Kapcsoló feladata: az áramkör zárásával az UT tápfeszültséget az R terhelő 1 0 ellenállásra kapcsolja, illetve kikapcsoláskor az áramkört U megszakítja. Ideális kapcsoló: • érzéketlen a polaritásra • kapcsolási idő végtelenül rövid • nincs rajta teljesítményveszteség 6
6
VALÓSÁGOS KAPCSOLÓ
R1 - nyitott állapotbeli (véges) ellenállás (pl. szigetelési ellenállás R2 - zárt állapotbeli (nem zérus) ellenállás (pl. átmeneti ellenállás) 7
7
VALÓSÁGOS KAPCSOLÓ JELLEMZŐI • zárt állapotban maradékfeszültség • nyitott állapotban maradékáram • teljesítményveszteség mind nyitott, mind zárt állapotban • átkapcsolás véges idő alatt megy végbe
8
8
FÉLVEZETŐ DIÓDA (PN-ÁTMENET) MINT KAPCSOLÓ I = Io(exp(U/Uth)-1) UT - termikus feszültség (kT/q), szobahőmérséklet környezetében kb. 26 mV
A félvezető dióda nem ideális kapcsoló! Vezérlés - a rákapcsolt feszültség előjelével ! 9
9
DIÓDA MINT KAPCSOLÓ I Záróirány: kikapcsolt
Nyitóirány: bekapcsolt
U “Uny”
Kikapcsolt állapot: feszültségtől széles határok között független maradék-áram, mai diódáknál gyakorlatilag elhanyagolható
Bekapcsolt állapot: Az átfolyó áramtól kevéssé függő, néhány tized volt ún. “nyitófeszültség” marad a diódán. Uny - Si diódán 0,6-0,7 V, GaAs diódán 1,2-1,4 V. Si Schottky diódán pedig kb. 0,4 V. 10
10
DIÓDA: KAPCSOLÁSI IDŐ Átkapcsolási folyamat: töltésváltozások ! Korlátozó tényező: tárolt töltés (kisebbségi töltéshordozók) illetve a diffúziós kapacitás. A nyitóirányból a záróirányba való átkapcsolás addig nem megy végbe míg a tárolt töltés el nem tűnik (tárolási időállandó, storage time).
11
11
DIÓDÁS LOGIKAI ÁRAMKÖRÖK ÉS illetve VAGY funkció valósítható meg megfelelően kötött diódákkal. Diódás ÉS kapu: pozitív logikában a kimenetén mindig a legnegatívabb feszültség jelenik meg. A kimenet csak akkor 1, ha az összes bemenet 1. Diódás VAGY kapu: pozitív szintű logikában a kimenetén mindig a legpozitívabb feszültség jelenik meg. A kimenet 1, ha legalább az egyik bemenet 1.
12
12
Diódák kapcsolóüzemben Ha valamelyik bemeneten 0 V van, a hozzá tartozó dióda lezár, ez a bement leválasztódik, nem zavarja a kimeneti logikai 1 feszültség kialakulását.
Ha VAGY az A, VAGY a B bemenetre pozitív feszültséget adunk, akkor az illető bementhez tartozó dióda kinyit, mivel az anódja pozitív feszültséget kap. A nyitott dióda katódja néhány tized V-tal, a nyitófeszültséggel negatívabb anódjánál, vagyis a kimenet feszültsége is pozitív, logikai 1 szintű. 13
Diódák kapcsolóüzemben
Az R ellenállás a kimenet feszültségét pozitív feszültségre igyekszik felhúzni. Ha azonban akár egyetlen bementet is összekötünk a 0 V-os vezetékkel, akkor az ehhez a bementhez tartozó dióda kinyit és a kimenetet kis pozitív, gyakorlatilag zérus potenciál, vagyis logikai 0 jelenik meg. 14
A TRANZISZTOR MINT KAPCSOLÓ Mind a bipoláris mind a térvezérlésű (pl. MOS) tranzisztor működtethető kapcsolóüzemben, így kapcsolóáramkörök építhetők. Bipoláris tranzisztor: vezérelhető kapcsoló a bázis-emitter diódára adott vezérlő feszültség dönti el, hogy a kollektor-emitter között közel szakadás vagy közel rövidzár lép fel.
15
15
BIPOLÁRIS TRANZISZTOR KAPCSOLÓÜZEME
16
16
A tranzisztor mint kapcsoló Lineáris üzemmódban a tranzisztorok munkaponti kollektorfeszültségét UC úgy állítottuk be, hogy Ut és UCEsat értékei között legyen, így az eszközt a MP körül vezérelhettük. A lineáris áramkörök vezérlése kicsi, hogy a kimeneti feszültség közelítőleg lineáris függvénye legyen a bemeneti feszültségnek. A kimeneti feszültség nem érheti el a pozitív, ill. a negatív kivezérlési határt, mert akkor vágás keletkezne. Digitális áramkörök csak kétféle üzemmód szerint működnek. • Ha a feszültség egy megadott Umax értéknél nagyobb, akkor a feszültség H (high) állapotú • Ha a feszültség egy megadott Umin értéknél kisebb, akkor a feszültség L (low) állapotú 17
A tranzisztor mint inverter
Az áramkörrel szemben támasztott követelmények: ha
U be U min
akkor
ha
U be U max
akkor
U ki U max
U ki U min
A feszültségek közötti összefüggések még a legkedvezőtlenebb esetben is teljesülniük kell (az Umax, Umin, RC és RB értékek 18 megfelelő választása)
Átviteli karakterisztika Rt RC Ut U ki 2
Ut U max 2 Smin
L szintű zavartávolság
Smax
H szintű zavartávolság 19
L szintű zavartávolság növelésének módszerei
R2 a tranzisztor CB visszáram körét zárja a tranzisztoron kívül, biztosítja, hogy a TR biztosan lezárjon.
S max U ki U be U min U max
feszültségosztó
S min U min U ki U be U max 20
Dinamikus jellemzők, az inverter kapcsolási jellemzői
Négyszögjelvezérlés esetén megkülönböztetett időtartományok tk: késleltetési idő (delay time) t1: lefutási idő (fall ime) tt: tárolási idő (storage time) tf: felfutási idő (rise time)
21
A kapu működési idejének definíciója
t i min t i max t ik 2
tik
A kapuáramkör működési ideje (propagation delay) 22
FÁZISFORDÍTÓ ERŐSÍTŐ ÉS INVERTER Lineáris erősítő üzemmód ANALÓG
Inverter üzemmód DIGITÁLIS 23
ÁRAMKÖRGENERÁCIÓK 1930-as évek, relés áramkörök, Bell Labs (korai hajtóerő: telefon kapcsolástechnika) 1940-évek, elektroncsövek, pl. ENIAC (electronic numerical integrator and calculator), 18 ezer cső, 140 kW (ma: négy alapműveletes kalkulátor kb. 9 ezer tranzisztor) (hajtóerő: katonai alkalmazások, tüzérségi röppálya számítások, stb.)
24
24
A TRANZISZTOR ÉS AZ IC A tranzisztor a 20. századot leginkább meghatározó találmány. Kétféle tranzisztor elképzelés: külső térrel vezérelni az elektronok áramát: térvezérlésű tranzisztor (FET, MOSFET, stb.) az anyag (félvezető) belsejében létrehozni a „vezérlő elektródát”: bipoláris tranzisztor (BJT) FET MOS BJT TRANSISTOR
Field Effect Transistor Metal-Oxide-Semiconductor Bipolar Junction Trasistor TRANSfer resISTOR 25
25
ÁRAMKÖRGENERÁCIÓK (2) 1950/1960 félvezető diódás és tranzisztoros áramkörök - RTL resistor-transistor-logic - DTL diode-transistor-logic - ECL emitter-coupled logic (később) 1961-től SSI (előzőek egy chipen) 1960-as évek TTL (transistor-transistor logic), Sylvania, majd igazán sikeresen Texas Instruments 1980-as évek CMOS (complementary metal-oxidesemiconductor) 26
26
TTL BEVEZETŐ • Legelterjedtebb IC technológia (bipoláris) • Két alapváltozat 74 (ipari) és 54 (katonai) • Több sorozat • Bipoláris tranzisztorok, diódák és ellenállások • Tokozás DIL, SMT
DIL SMT
Dual-In-Line Surface Mounting Technology
27
27
TTL SOROZATOK • STANDARD
ELAVULT!
• SCHOTTKY
ELAVULT!
S
• LOW-POWER SCHOTTKY
LS
• ADVANCED SCHOTTKY
AS
• FAST
F
• ADVANCED LOW-POWER SCHOTTKY
ALS 28
28
IC: Si BIPOLÁRIS TECHNOLÓGIA •Technológia optimalizálása: Si npn tranzisztorhoz. • Alkatrészválaszték: bipoláris tranzisztor, dióda, ellenállás, kondenzátor. • Tranzisztor (és minden más alkatrész) síkba “kiterítve” - planáris technológia • Tipikus méretek:
emitter diffúzió (2-2,5) m bázis diffuzió 4 m n-epitaxiás réteg (kollektor) 10 m emitter ablak (kisáramú, 1-2 mA tranzisztor) (10-15) x (10-15) m
Pl. a TTL áramkörben az emitter méret 16 x 16 m, egy bemenet árama max. 1,6 mA (az áramsűrűség 6,25 A/mm2). 29
29
Si NPN (PLANÁRIS) TRANZISZTOR
Emitter Base Collector p+
n+ p
Al•Cu•Si SiO2 n+ p+ n-epi
Electron flow n+ buried layer P-substrate A Si npn tranzisztor a bipoláris IC-k igáslova. Síkba kiterített (planáris) elrendezés. 30
30
Buried Layer Implantation
SiO2 Betemetett réteg: ionimplantáció
P-silicon
n+
31
31
Epitaxy Growth N-Si epitaxiás réteg növesztése
n-epi n+ buried layer P-silicon 32
32
Isolation Implantation Elválasztó (p-típus) implantáció
p+
n-epi
p+
n+ buried layer P-silicon 33
33
Emitter/Collector and Base Implantation Emitter és bázistartomány, illetve kollektor kontaktus-tartomány kialakítása
p+
n+
p
n+ n-epi
p+
n+ buried layer P-silicon 34
34
Metal Etch
SiO2
p+
Emitter n+
Base
Collector
p
Al•Cu•Si
n+ n-epi
p+
n+ buried layer P-silicon Kontaktusfémezés leválasztása, mintázat kialakítása 35
35
Passivation Oxide Deposition
SiO2
p+
Emitter
n+
Base
Collector Al•Cu•Si CVD oxide
p
n+ n-epi
p+
n+ buried layer P-silicon Passziváló oxidréteg leválasztása
36
36
IC: Si BIPOLÁRIS TRANZISZTOR Si npn tranzisztor tipikus paraméterei
Region
UBE (V)
UCE (V)
Current Relation
Cutoff
< 0.6
Open circuit
IB=IC=0
Active
0.6-0.7
> 0.8
IC =hFEIB
Saturation
0.7-0.8
0.2
IB ≥IC/hFE
a bázis-emitter diódára adott vezérlő feszültség dönti el, hogy a kollektor-emitter között közel szakadás vagy közel 37rövidzár lép fel
INTEGRÁLT ÁRAMKÖR
Kilby: Fizikai Nobel díj 2000 The Nobel Prize in Physics 2000: "for basic work on information and communication technology” "for his part in the invention of the integrated circuit” 38
1958 - Az első integrált áramkör
Texas Instruments
39
A TTL ÁRAMKÖRCSALÁD • Lényegében a dióda-tranzisztor logika (DTL) módosított változata • Alacsony fokú integráció (SSI) és rövid késleltetési idők TTL áramkörcsalád • Bemenet: multiemitteres-tranzisztor (ÉS funkció); • Kimenet: háromféle: ellenütemű, nyitott kollektoros, három-állapotú • Legegyszerűbb TTL-áramköri elem a kétbemenetes NAND-kapu • Invertáló kimenetű (NAND, NOR, NOT) kapuáramkörök technikailag egyszerűbben valósíthatók meg mint a neminvertálók. 40
40
(KLASSZIKUS) TTL ALAPKAPU (NAND) VCC (+5V )
4k A
1,6 k
130
T1
A B
T4 T2
B D1
D2
1k
D3
&
Q
Q
T3 GND (0V)
• bemeneti fokozat, ÉS kapu, T1, • második fokozat, fázishasító, T2, • ellenütemű kimenőfokozat, “totem-pole”, T3, T4, diódás szinteltolóval. • A logikai funkciót diódák is ellátnák, a tranzisztorhatás felgyorsítja az41 átkapcsolást.41
TTL ALAPKAPU (NAND) A ”totem-pole” kimenet felső tranzisztora mint aktív felhúzó terhelés kis dinamikus munkaellenállást képvisel, ami felgyorsítja a kimenetet terhelő kapacitások áttöltését, és így az átkapcsolást. A 130 ohmos ellenállás szerepe áramkorlátozás. A többemitteres tranzisztor a Texas Instruments szabadalma. A D1 és D2 diódák a bemenet védik az esetleges negatív túlfeszültség ellen, illetve a negatív 42 amplitúdójú tranziensek és zavarjelek ellen.
42
TTL FESZÜLTSÉGSZINTEK K imeneten: Bemeneten: Az elektronikus digitális áramkörök bemenetén 5V és kimenetén egy logikai változó 0 vagy 1
H
4V H 3V
2,4V
2V
T 0,4V L
T
2V 0,8V
1V
értékét egy-egy feszültségszint, az ún. logikai szint reprezentálja. Ez nem egy pontos feszültségérték, hanem egy feszültségtartomány, mivel a digitális áramkörök paramétereinek szórásuk van. A feszültségtartományokat az eszközök kimenetére és bemenetére külön definiálják. Ahhoz, hogy az eszközök megfelelően tudjanak működni zavaró jelek esetén is, a bemeneti feszültségtartományok tágabbak. Adatlapokon általában csak az UHmin és ULmax értékeket adják meg, mivel a gyakorlatban ezek határozzák meg a worst case eseteket.
L 0V
43
43
TTL ALAPKAPU FESZÜLTSÉGEI: BEMENET MAGAS (HIGH) +2 V
~+0,8 V +1,4 V +0,7 V
Ube +2 V
Uki 0 V (0,4 V)
Ibe 40 μA, Uki 0,4 V. A T2 és T3 tranzisztorok telítésben vannak, ez jelentős sebességkorlátozó tényező. Kimenten 0 1 átmenet: 10-15 nsec késleltetés. A T1 és T2 tranzisztor inverz üzemben van. Ha minden bement H állapotú, akkor az R1-en átfolyó áram a T1 kinyitott 44 44 BC diódáján át folyik R2 bázisára és azt kinyitja.
TTL ALAPKAPU FESZÜLTSÉGEI: BEMENET ALACSONY (LOW)
0V
+0,7 V 0 V
0 V
+3,6 V (> +2,4 V)
Ibe < UT/R1 = 5 V / 4 k 1,2 mA (specifikáció: max 1,6 mA) Uki (üresjárásban) = 5 - 2 x 0,7 = +3,6 V Ha akár csak egy bementre is alacsony feszültségszintet adunk, akkor a 45 hozzá tartozó BE dióda kinyit és a T2 bázisárama megszakad. T2 lezár45és a kimenet H szintre kerül.
TTL NAND LAYOUT Standard 2-bemenetű TTL NAND kapu áramköre Kettős 4-bementű TTL NAND kapu layout-ja Az ábrán látható elrendezés az integrált TTL kapcsolásokban ma már egyre kevésbé használják a tranzisztor telítéses működése miatt fellépő nagy kapukésleltetési idők miatt. Megoldás: Schottky-tranzisztorokból álló TTL kapu. (meggátolja, hogy a 46 46 nyitott tranzisztor UCE< 0.3 V
TTL INVERTER TRANSZFER KARAKTERISZTIKA 5V
UQ A
Az átviteli karakterisztika alakját lényegében az aktív felhúzó üzem és a totem-pole kimenet határozzák meg.
Q
1
4V Q =A
3V
A kb. 0,7-1,4 V bemeneti feszültség tartományban a T2 meredekség: -1,6 tranzisztor aktív üzemmódban mint közös emitteres erősítő U A működik,
2V 1V
0V
1V
2V
3V
4V
5V
Au = - 1,6 k / 1 k = -1,6 47
47
TTL BEMENETI KARAKTERISZTIKA
megengedett (logikai) tartomány 48
48
TTL KIMENETI KARAKTERISZTIKA A kimeneti karakterisztika függ a logikai állapottól!
kimenet LOW
kimenet HIGH 49
49
KIMENETI FOKOZAT: TOTEM-POLE Standard TTL-kapcsolásokban: ellenütemű kimeneti fokozat „totem pole”-kimenet. Ez a leggyakoribb TTL-kimenet. Hátrány: több kimenetet nem szabad párhuzamosan kapcsolni. Üzemmód: pull-down és pull-up. Több TTL-kimenet összekapcsolása (pl. buszrendszerek): • nyitott kollektoros kimenet (open kollector) •Tri-State-kimenet
50
50
NYITOTT KOLLEKTOROS KIMENET VCC (+5V ) U T A A
T1
R Q
T2 D
T
1
Q
Ki
T3 GND (0V)
Vezetési állapotában a kimenetet a testponttal összeköti, zárt állapotában pedig leválasztja (nagy ellenállás). Alkalmazás: nagyobb kimeneti áramok, nagyobb tápfeszültségek, stb., továbbá ún. huzalozott kapuknál. 51
51
OPEN COLLECTOR KIMENETEK KAPCSOLÁSA
5V
&
RC
OC kimenetek párhuzamos kapcsolása.
&
&
&
&
52 OC kimenetek kapcsolási rajzjele.
52
OPEN COLLECTOR KIMENETEK KAPCSOLÁSA
5V
&
RC
&
&
&
&
A kimeneti feszültség csak akkor lesz H szintű, ha minden kimenet H állapotú. Ez ÉS függvény a pozitív logikában. Az L szint akkor áll elő a kimeneten, ha legalább egy vagy több kimenet L állapotú. Negatív logikában VAGY függvényt kapunk.
53
53
OPEN-COLLECTOR KIMENETEK ÖSSZEKÖTÉSE
Huzalozott VAGY, huzalozott ÉS funkció wired-OR wired-AND Mivel a függvény huzalozással valósul meg, ezért huzalozott logikájú kapcsolásnak nevezik. 54
54
OC KIMENET: FELHÚZÓ ELLENÁLLÁS MÉRETEZÉSE Minimális értékét az „L”, maximális értékét a „H” kimeneti szint határozza meg:
Open-Collector (m db kimenet)
R pu min
TTL bemenetek (n db bemenet)
U B max U OL max I OL n I IL
Open-Collector (m db kimenet)
TTL bemenetek (n db bemenet)
U B min U OH min Rpumax m55 I OH n I IH 55
SCHMITT-TRIGGERES BEMENETŰ INVERTER 5V
UQ A
Lassan változó, vagy zajjal terhelt jelek is feldolgozhatók. Ha a zavar amplitúdója kisebb mint a hiszterézis, nem okoz hibás működést
Q
4V Q =A
3V
Hiszterézis 0,8 V
2V 1V
U 0V
1V
2V
3V
4V
A
5V 56
56
SCHMITT-TRIGGERES BEMENETŰ INVERTER A Schmitt-trigger bemenetű inverter funkciója nem logikai, hanem áramköri. A Schmitt-trigger áramkör megformálja a bementére érkező jelet, a jelváltozások átmeneteit meredekebbé teszi (felgyorsítás).
57
57
HÁROM ÁLLAPOTÚ (tristate) KIMENET A B V
&
Q
Számos alkalmazási területen lényeges egyszerűsítés érhető el a kapuk kimeneteinek párhuzamosításával, akkor ha egy vezetékre fűzött több kapu közül mindig az egyik logikai állapota kell meghatározza a kimeneti állapotot Ilyenkor buszrendszerről beszélünk.
A kapu működését egy V tiltja vagy engedélyezi. Ha V tilt (HIGH), a kiment egy ún. harmadik, nagyimpedanciás állapotba kerül, nem befolyásolja a következő kapu állapotát. 58
58
HÁROMÁLLAPOTÚ (TRI-STATE) KIMENET Tri-State-kimenet: A totem-pole-kimenet módosított változata. Az engedélyező bemenetre adott „0”-szint mindkét kimeneti tranzisztort egyszerre lezárja. X1 X2 L L L H H L H H irreleváns
EN H H H H L
59
Y H H H L leválasztva
59
HÁROM ÁLLAPOTÚ KIMENET • Normál “totem-pole” kimenet: nem köthetők össze, tönkremegy! • Több kimenet egy vezetékre kapcsolása: háromállapotú (tri-state) kimenetű kapuval. • Felhasználás: busz vezeték meghajtása. A buszvezetékre csatlakoztatott tri-state kimenetű áramkörök közül mindig csak egyet szabad engedélyezni, a többi kimenete “lebeg”, így nem befolyásolják a buszvezeték állapotát, és nem is károsítják egymást. 60
60
3-ÁLLAPOTU KIMENET: ALKALMAZÁS Tri-State kimenetek gyakorlati alkalmazása: • Az Open-Collector-os megoldás-hoz képest előnye az, hogy nem kell a kapcsolás változtatásakor a felhúzóellenállást újraméretezni. • Hátránya, hogy az összekötött kimenetek közül egyszerre csak az egyik lehet aktív, ez vezérlést igényel (az EN-bemenet). inaktív állapot = nagy-ohmos lezárás (high impedance).
61
61
TRI-STATE KIMENET Példa: 74LS245
Schmitt-triggerbemenet jele
DIR= „0” adatút B A DIR= „1” adatút A B G = ENABLE (Tri-State-funkció) G=„1” nagyohmos leválasztás Schmitt-triggeres adatbe-menet: zavarjelelnyomás (Hiszterézis: TTL + 0,4 V)
62
62
TRI-STATE KIMENET μP-adatbusz (kétirányú)
74LS245 egyik jellemző alkalmazása: 8-bites mikroprocesszorbusz és két perifériaegység - A és B összekapcsolása
63
63
TTL GYAKORLAT Egy kapu nem használt bemenetei egy soros ellenálláson keresztül a tápfeszültségre kötendők. Egy tokban lévő nem használt kapuk bemeneteit 0 V-ra vagy a tápfeszültségre célszerű kötni oly módon, hogy a kimenet a magas szinten legyen.
64
TIPIKUS LÁBKIOSZTÁSOK
65
65
IC TOKOZÁS
66
66
ZAJTARTALÉK • A egy fokozat legrosszabb esetbeli (worst case) kimenőfeszültsége és a következő fokozat legrosszabb esetbeli bemenő feszültsége közötti különbség (noise margin). • Minél nagyobb a zajtartalék, annál nagyobb az a zavarófeszültség, melyet a kimenethez hozzáadva még nem okoz hibás működést.
67
67
STATIKUS ZAJTARTALÉK
Kimenet
Bemenet
1 zajtartalék
0 zajtartalék
68
68
FAN-OUT
Mérőszám, egy kapukimenet azon képességére vonatkozik, hogy milyen mértékben tudja a következő kapuk bemenetét meghajtani. Rendszerint egy áramkörcsaládon belül a megengedett (szabványos) egységterhelések számával mérik. Általában egy inverter-bemenet az egységterhelés.
69
69
TELJESÍTMÉNYFELVÉTEL Statikus: ohmikus veszteségek (passzív komponensek) Dinamikus: a kondenzátoroknak az ellenállásokon keresztül való feltöltésekor illetve kisütésekor keletkező ohmikus veszteség
70
70
TELJESÍTMÉNY-KÉSLELTETÉS SZORZAT Áramkörtípus akkor “jó” ha kicsi a késleltetése és a teljesítményfelvétele. Jósági szám (figure-of-merit): a két paraméter szorzata (power-delay product). 54/74 típus: tpd = 10 nsec, egy kapura P = 10 mW P tpd = 100 pJ Értelmezhető (kb.) mint 1 bit “kapcsolásához” szükséges energia. 71
71
LOGIC FAMILY TRADEOFF
72
72
VÉGE
73
73
