Birinchi mikrosxemalarni yaratish tarixi. Mikrosxemalar seriyasi Birinchi integral mikrosxemalar yilda paydo bo'ldi mavzu bo'yicha:" Integratsiyalashgan elektronikaning rivojlanish tarixi"

Mantiqiy chipda

Ko'pgina raqamli integral mikrosxemalarning ajralmas qismi bu ramzni siz rasmda ko'rgan AND-NOT mantiqiy elementidir. 92, lekin. Uning belgisi "&" dir, to'rtburchak ichiga joylashtirilgan, odatda yuqori chap burchakda, ingliz tilida "AND" so'zining o'rniga. Chap tomonda ikkita yoki undan ortiq kirish joyi, o'ng tomonda bitta chiqish joyi mavjud.

Chiqish signalining aloqa chizig'ini boshlaydigan kichik doira, mikrosxemaning chiqishida mantiqiy "YO'Q" degan ma'noni anglatadi. Raqamli texnologiyalar tilida "YO'Q" degani, AND-NOT elementi inverter, ya'ni chiqish parametrlari kirishga qarama-qarshi bo'lgan qurilma.

Mantiqiy elementning elektr holati va ishlashi uning kirish va chiqishidagi signal darajalari bilan tavsiflanadi. Darajasi 0,3 - 0,4 V dan oshmaydigan past (yoki nol) kuchlanish signali qabul qilinadi (muvofiq ikkilik tizim hisoblash) mantiqiy nol (0) deb nomlanadi va darajasi 2,5 - 3,5 V bo'lishi mumkin bo'lgan yuqori kuchlanishli signal (mantiqiy 0 bilan taqqoslaganda) mantiqiy (1).

Masalan, ular: "elementning chiqishi mantiqiy 1". Bu degani bu lahza elementning chiqishida kuchlanish paydo bo'ldi, uning kuchlanishi 1-mantiqiy darajaga to'g'ri keladi.

NAND elementining texnologiyasi va qurilmasi bilan tanishmaslik uchun biz uni "qora quti" deb hisoblaymiz, unda ikkita signal va bitta elektr signal uchun chiqish mavjud.

Elementning mantiqi shundaki, mantiqiy O uning kiritilishlaridan biriga, mantiqiy 1 esa ikkinchi kirishga berilganda, chiqishda mantiqiy 1 signal paydo bo'ladi, bu mantiqiy 1 ga mos keladigan signallar ikkalasiga ham qo'llanilganda yo'qoladi. kirish.

Elementning ushbu xususiyatini xotirada o'rnatadigan tajribalar uchun sizga eng keng tarqalgan K155LAZ mikrosxemasi, doimiy voltmetr, yangi 3336L batareyasi va 1 ... 1,2 kOm qarshilikka ega ikkita rezistor kerak bo'ladi.

K155LAZ mikrosxemasi to'rtta 2I-NOT elementidan iborat (92-rasm, b), bitta 5 V doimiy shahar manbai bilan ishlaydi, ammo ularning har biri mustaqil mantiqiy qurilma sifatida ishlaydi. Mikrosxemaning nomidagi 2 raqami uning elementlarida ikkita kirish borligini bildiradi.

Tashqi va tizimli ravishda, u K155 seriyasidagi barcha mikrosxemalar singari siz uchun allaqachon tanish bo'lgan K118UN1 analog mikrosxemasidan farq qilmaydi, faqat elektr ta'minoti ulanishining qutblanishi boshqacha. Shuning uchun siz ilgari yasagan karton taxta ushbu mikrosxemada tajribalar o'tkazishga mos keladi. Elektr manbai ulangan: +5 V - pin 7 " — 5 B - xulosa qilish uchun 14.

Ammo ushbu xulosalarni mikrosxemaning sxematik diagrammasi bilan belgilash odat emas. Bu elektr zanjiri diagrammalarida mikrosxemani tashkil etuvchi elementlarning alohida tasvirlanganligi bilan izohlanadi, masalan, shakl. 92, v. Tajribalar uchun siz uning to'rtta elementidan istalganidan foydalanishingiz mumkin.

1-terminalli chip, 7, 8 va 14 karton taxtadagi sim ustunlariga lehim (89-rasmdagi kabi). Uning har qanday elementlarini kiritish pimlaridan biri, masalan, pimlari bo'lgan element 1 — 3, qarshilik bilan 1 ... 1,2 kOm qarshilik bilan terminal bilan ulang 14, ikkinchi kirishning chiqishi to'g'ridan-to'g'ri quvvat zanjirining umumiy ("topraklanmış") o'tkazgichiga to'g'ri keladi va doimiy voltmetrni elementning chiqishiga ulang (93-rasm, lekin).

Quvvatni yoqing. Voltmetr nimani ko'rsatadi? Taxminan 3 V. kuchlanish. Ushbu kuchlanish elementning chiqishidagi mantiqiy 1 signaliga to'g'ri keladi. Xuddi shu voltmetr bilan birinchi kirish terminalidagi kuchlanishni o'lchang, va bu erda, siz ko'rib turganingizdek, shuningdek, mantiqiy 1. Shuning uchun, elementning kirish qismlaridan biri mantiqiy 1, ikkinchisi esa mantiqiy 0 bo'lsa, chiqish mantiqiy bo'ladi 1.

Endi ikkinchi kirishning chiqishini chiqish bilan 1 ... 1,2 kOm qarshilik orqali ulang 14 va bir vaqtning o'zida simli o'tish moslamasi bilan - shaklda ko'rsatilgandek, umumiy o'tkazgich bilan. 93, b.

Bunday holda, birinchi tajribada bo'lgani kabi, chiqish mantiqiy bo'ladi 1. Keyin voltmetrning o'qini kuzatib, ikkinchi kirish uchun mantiqiy 1 ga mos keladigan signalni yuborish uchun sim o'tkazgichni olib tashlang.

Voltmetr nimani yozadi? Elementning chiqishidagi signal mantiqqa aylantirildi 0. Bu shunday bo'lishi kerak! Va agar biron bir kirish vaqti-vaqti bilan umumiy simga qisqa tutashgan bo'lsa va shu bilan unga mantiqiy 0 etkazib berishni simulyatsiya qilsa, u holda elementning chiqishida xuddi shu chastotada oqim impulslari paydo bo'ladi, bu dalgalanmalarning dalillari voltmetr ignasi. Buni empirik tarzda tekshiring.

AND-NOT elementining kirish boshqaruv signallari ta'sirida holatini o'zgartirish xususiyati turli xil raqamli hisoblash qurilmalarida keng qo'llaniladi. Radio amatörlar, ayniqsa yangi boshlanuvchilar, ko'pincha inverter sifatida mantiqiy elementdan foydalanadilar - chiqish signali kirish signaliga qarama-qarshi bo'lgan qurilma.

Quyidagi tajriba elementning ushbu xususiyatini tasdiqlashi mumkin. Elementning har ikkala kirish uchini va 1 ... 1,2 kOm qarshilik qarshiligi orqali ulang, ularni chiqishga ulang 14 (rasm 93, ichida).

Shunday qilib, siz elementning umumiy kiritilishiga kuchlanishni voltmetr bilan o'lchash mumkin bo'lgan mantiqiy 1 ga mos keladigan signal yuborasiz. Buning natijasi qanday?

Unga ulangan voltmetrning o'qi shkalaning nol belgisidan biroz chetga chiqdi. Shuning uchun bu erda kutilganidek signal mantiqiy 0 ga to'g'ri keladi.

Keyin, qarshilikni pindan ajratmasdan 14 mikrosxemalar, ketma-ket bir necha marta elementni umumiy o'tkazgichga simli o'tish moslamasi bilan yopadi (93-rasmda, yilda o'qlar bilan kesilgan chiziq bilan ko'rsatilgan) va shu bilan birga voltmetrning o'qiga amal qiling. Shunday qilib, inverterning kiritilishi mantiqiy 0 bo'lsa, bu vaqtda chiqish mantiqiy 1 va aksincha, kirish mantiqiy 1 bo'lganda - chiqish mantiqiy 0 ekanligiga ishonch hosil qilasiz.

Aynan shu inverter ishlaydi, bu ayniqsa radio amatörlar tomonidan ular ishlab chiqaradigan impuls qurilmalarida tez-tez ishlatiladi.

Bunday qurilmaning namunasi shaklda ko'rsatilgan sxema bo'yicha yig'ilgan impuls generatoridir. 94. Siz hozir uning ishlash qobiliyatiga bir necha daqiqa vaqt sarflaganingizdan amin bo'lishingiz mumkin.

D1.1 elementining chiqishini elementning kirish qismlariga ulang D.1.2 bir xil mikrosxemaning chiqishi uning element elementlari bilan bo'ladi Dj.3, va ushbu elementning chiqishi (chiqish 8) - element kiritish bilan D.1.1 o'zgaruvchan qarshilik R1 orqali . Elementning chiqishiga D.1.3 (chiqish o'rtasida 8 va umumiy o'tkazgich) minigarniturani ulang B1, D1.1 va elementlariga parallel D.1.2 elektrolitik kondansatör C1.

O'zgaruvchan qarshilik dvigatelini o'ngga (diagramma bo'yicha) holatiga o'rnating va quvvatni yoqing - telefonlarda siz tovushni o'zgaruvchan qarshilik bilan o'zgartirishi mumkin bo'lgan ovozni eshitasiz.

Ushbu tajribada elementlar D.1.1, D.1.2 vaD.1.3, ketma-ket ulangan, uch bosqichli kuchaytirgichning tranzistorlari kabi, multivibrator - to'rtburchaklar elektr impuls generatorini hosil qildi.

Mikrosxemalar elementlarning chiqishi va kiritilishi o'rtasida chastotaga bog'liq bo'lgan qayta aloqa davrlarini yaratgan kondansatör va qarshilik tufayli generatorga aylandi. O'zgaruvchan qarshilik bilan multivibrator tomonidan ishlab chiqariladigan impulslarning chastotasi taxminan 300 Gts dan 10 kHz gacha o'zgarishi mumkin.

Bunday impuls qurilmasi qanday amaliy dasturni topishi mumkin? Bu, masalan, kvartiraning qo'ng'irog'i, qabul qilgich va bosh kuchaytirgich bosqichlarining ishlashini tekshirish uchun zond, telegraf alifbosini tinglashni o'rgatish uchun generator bo'lishi mumkin.