Elektron asboblar va mikroelektronika

4.4.MAVZU: RAQAMLI MIKROSXEMA ELEMENTLARI
Reja.
1) Bazaviy mantiqiy element.
2) Ochiq kollektorlik element.
3) Uch xolatli elementlar.
Tayanch so`z va iboralar: Raqamli qurilmalar, teskari munosabat, kuchaytirgich, trigger, hisoblagich, xotira, yorqinlikni uzatish gradatsiyasi, diskret elementlar, tugallangan sxema.

Raqamli qurilmalarda analog elektron qurilmalarga nisbatan kirish va chikish signallar chegaralangan holat sonlariga teng bo`lishi mumkin. GOST 2.743-82 kelishuvga asosan raqamli qurilmalarni qurish mantiqiy sathning fizik qiymatining yarimida ortiq yuqori qismini qamrab oluvchi "N-sath" bo`lagiga mos keluvchi holatga "mantiqiy 1", sathning yarimida past qismiga "L-satx" bo`lagiga mos keluvchi "mantiqiy 0" holatlar qabul qilingan. Bunday kelishuv musbat mantiqylik deb ataladi Teskari munosabat esa manfiy mantiqylik deb ataladi. Raqamli mikrosxemalarning GOST 19480-89 da nomlash, ta`riflash va shartli belgilarning asosiy parametr va xarakteristikalari keltirilgan. Raqamli qurilmalarni loyixalashning mantiqiy o`zgaruvchilar asosiy nazariyasi bilan ishlovi mantiqiy algebrag asoslanadi. Faqt ikki qymat qbul qluvchi mantiqy uzgaruvchilar uchun 4 hl asosiy operatsiyalar mavjuddir. Mantiqiy ko`paytirish konyunktsiya "I" (AND) operatsiyasi Q yoki L ko`rinishda belgilanadi. Mantiqiy ko`shish yoki diz’yuktsiya "ILI" (OK) operatsiyasi + yoki V kurinishda belgilanadi. Inversiya yoki inkor etish, qiymatni o`zgartirish "NE" (NOT) operatsiyasi mantiqiy o`zgartiruvchining ustiga chiziqcha quyilish bilan belgilanadi. Mantiqiy inversiya ~ belgisi bilan belgilanadi. ekvivalentlik operatsiyasi "=" belgi bilan ko`rsatiladi.

Mantiqiy funktsiyalar
n - mantiqiy o`zgaruvchilar (argumentlar) uchun ularning 2^n kombinatsiyasi yoki ikkilik tuplami mavjuddir. Tuplamlarning har biri uchun funktsiyaning 0 yoki 1 qiymatlari aniqlanishi mumkin. Agar funktsiya qiymatlarining hech bo`lmasa bir tuplamda bir-birlari bilan farqlansa, bunday funktsiyalar-turlidir. n uzgaruvchilik mantiqiy funktsiyalar N=2n tengdir. n=2 uchun N=16. n=3 uchun esa N=256 va undan keyin unktsiyalar soni keskin o`sib ketadi. Amaliy jihatdan 2-uzgaruvchilik 16 funktsiya axamiyatiga ega, chunki har bir murrakab ifodani oddiy ifodalarning kompozitsiyasi deb karash mumkindir. 1 jadvalda n=2ga teng bo`lgan mantiqiy funktsiyalar keltirilgan bo`lib, i-nomer o`zgaruvchi kirishlarning x1 va x0 aniqlaydi.

Mantikiy funktsiyalarning sxemada shartli belgilanish

Mantiqiy funktsiyalarni tashkil etishda ishtirok etuvchi mantiqiy element kirishlar soni Kob birlashtirish koeffitsienti deb ataladi. (tarmoklanish koeffitsienti bilan almashtirmang). YUqorida keltirilgan sxemalarda, faqat invertorda tashqari birlashtirish koeffitsienti ikkiga teng. Sanoatda sxemalar Kob=2,3,4,8 teng qurinishda ishlab chikariladi. Sxemalarning boshqa sonli kirishlar bilan xosil kilish uchun asosiy elementlarni birlashtirish mumkin. Masalan, agarda “I” elemenligini belgilash kirishligini hosil qilish uchun, quyidagi gruhlash qonuni asosida x0*x1*x2*x3*x4=(x0*x1)*(x2*x3*x4)=(x0*x1)*x2* x3*x4 ikkita ikki kirishli va bitta 3 kirishli “I” sxema birinchi varianti uchun, yoki bitta ikki kirishli va bitta turt kirishli ikkinchi variant uchun foydalanish mumkin (1 rasm). Sonsiz kirishli “I” elementi olinib, ortiqcha kirishlarga "1",

yoki (5) yoki (7) ifodalarga asosan uzgartirish mumkin.