Microcircuiti digitali. Tipi di logica, casi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Bene, per prima cosa diciamo questo: i microcircuiti si dividono in due grandi tipologie: analogici e digitali. I microcircuiti analogici funzionano con un segnale analogico e quelli digitali, rispettivamente, con uno digitale. Parleremo specificamente dei microcircuiti digitali.

Più precisamente non parleremo di microcircuito, ma di elementi di tecnologia digitale che possono essere “nascosti” all'interno di un microcircuito.

Quali sono questi elementi?

Alcuni nomi li hai sentiti, altri forse no. Ma credimi, questi nomi possono essere pronunciati ad alta voce in qualsiasi società culturale: queste sono parole assolutamente decenti. Quindi, un elenco approssimativo di ciò che studieremo:

• trigger
• Contatori
• Codificatori
• Decodificatori
• Multiplexer
• Comparatori
• RAM
• ROM

Tutti i chip digitali funzionano con segnali digitali. Cos'è?

Segnali digitali - questi sono segnali che hanno due livelli stabili: il livello dello zero logico e il livello dell'uno logico. Per i microcircuiti realizzati con tecnologie diverse, i livelli logici possono differire l'uno dall'altro.

Attualmente, le due tecnologie più utilizzate sono TTL e CMOS.

TTL - Logica transistor-transistor;

CMOS - Semiconduttore complementare ossido di metallo.

TTL ha un livello zero di 0,4 V e un livello unitario di 2,4 V.

Per la logica CMOS, il livello zero è molto vicino a zero volt, il livello uno è approssimativamente uguale alla tensione di alimentazione.

In ogni caso uno è quando la tensione è alta, zero quando è bassa.

MA! La tensione zero all'uscita del microcircuito non significa che l'uscita "pende nell'aria". Infatti è semplicemente collegato al filo comune. Pertanto, non è possibile collegare direttamente diverse conclusioni logiche: se hanno livelli diversi, si verificherà un cortocircuito.

Oltre alle differenze nei livelli del segnale, i tipi logici differiscono anche nel consumo energetico, nella velocità (frequenza massima), nella capacità di carico, ecc.

Il tipo di logica può essere riconosciuto dal nome del chip. Più precisamente, dalle prime lettere del nome, che indicano a quale serie appartiene il microcircuito. All'interno di qualsiasi serie possono esserci microcircuiti prodotti utilizzando una sola tecnologia. Per facilitarvi la navigazione ecco una piccola tabella riassuntiva:

Le serie più comuni oggi (e i loro analoghi importati):

• TTLSH – K555, K1533
• CMOS – KR561, KR1554, KR1564
• ESL-K1500

Si consiglia di costruire circuiti digitali utilizzando chip di un solo tipo di logica. Ciò è dovuto proprio alle differenze nei livelli logici dei segnali digitali.

La tipologia di logica viene scelta principalmente in base alle seguenti considerazioni:

- velocità (frequenza operativa)

- Consumo di energia

- prezzo

Ma ci sono situazioni in cui non è possibile utilizzare un tipo. Ad esempio, un blocco dovrebbe avere un basso consumo energetico e l'altro dovrebbe avere un'alta velocità. I chip con tecnologia CMOS hanno un basso consumo. ESL ha un'alta velocità.

In questo caso, dovrai installare i convertitori di livello.

È vero, alcuni tipi si adattano normalmente senza convertitori. Ad esempio, un segnale dall'uscita di un microcircuito CMOS può essere applicato all'ingresso di un microcircuito TTL (a condizione che le loro tensioni di alimentazione siano le stesse). Tuttavia, non è consigliabile inviare un segnale nella direzione opposta, ovvero da TTL a CMOS.

I microcircuiti sono disponibili in vari pacchetti. I tipi più comuni di custodie sono:

DIP

(Doppio pacchetto in linea)

Uno scarafaggio ordinario. Inseriamo le gambe nei fori sulla scheda e le saldiamo.

Le gambe del corpo possono essere 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 o 56.

La distanza tra i terminali (passo) è di 2,5 mm (standard domestico) o 2,54 mm (per borghese).

Larghezza del cavo circa 0,5 mm

La numerazione dei morsetti è quella in figura (vista dall'alto). Per determinare la posizione della prima tappa, è necessario trovare una "chiave" sul corpo.

SEC

(Circuito integrale di piccolo profilo)

Microcircuito planare, ovvero le gambe sono saldate sullo stesso lato della scheda su cui si trova il corpo. In questo caso, il microcircuito giace prono sulla scheda.

Il numero delle gambe e la loro numerazione sono le stesse del DIP.

Il passo del piombo è 1,25 mm (domestico) o 1,27 mm (borghese).

Larghezza del perno - 0,33...0,51

PLCC

(Portatrucioli in plastica con piombo J)

Corpo quadrato (meno spesso rettangolare). Le gambe si trovano su tutti e quattro i lati e hanno una forma a J (le estremità delle gambe sono piegate sotto l'addome).

I microcircuiti vengono saldati direttamente sulla scheda (planare) o inseriti nella presa. Quest'ultimo è preferibile.

Numero di gambe - 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.

Passo delle gambe - 1,27 mm

Larghezza del perno - 0,66...0,82

Numerazione dei pin - il primo tratto vicino al tasto, aumentando il numero in senso antiorario:

TQFP

(Pacchetto piatto sottile quadruplo)

Qualcosa tra SOIC e PLCC.

La cassa quadrata ha uno spessore di circa 1 mm, i terminali si trovano su tutti i lati.

Il numero di gambe va da 32 a 144.

Passo - 0,8 mm

Larghezza di uscita - 0,3 ... 0,45 mm

La numerazione proviene dall'angolo smussato (in alto a sinistra) in senso antiorario.

Così stanno le cose, in termini generali, per quanto riguarda gli edifici. Spero che ora diventi un po 'più facile per te navigare nell'innumerevole numero di microcircuiti moderni e non rimarrai stupito da una frase del venditore come: "questo microcircuito è disponibile solo nel pacchetto PE EL SI SI "...