Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий
    Кафедра электротехники ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ Методические указания для самостоятельного изучения дисциплины ''Электротехника и основы электроники'' для студентов всех специальностей Санкт-Петербург 1999 УДК 621.3 Евстигнеев А. Н. , Кузьмина Т.Г. , Новотельнова А. В. Основы цифровой электроники: Метод. указания для сомостоятельного изучения дисциплины '' Электротехника и основы электроники '' для студентов всех спец. - СПб.: СПбГАХПТ , 1999. - 41 с.
    
    Содержит основные сведения о современной элементарной базе цифровых электронных схем.
    Ил. - 25 , табл . - 7 , библиогр. - 10 назв. Рецензент Канд. техн. наук, доцент А. И. Васильев Одобрены к изданию советом факультета техники пищевых производств
    (c)
    Санкт-Петербургская государственная
    академия холода и пищевых технологий, 1999
     ВВЕДЕНИЕ
    Любая электронная схема от простейшего выпрямителя до сложней-шей ЭВМ предназначена для обработки электрического сигнала: усиление (масштабирование), выпрямление, сглаживание (изменение формы, запоми-нание, суммирование и пр.). По способу представления обрабатываемого сигнала электронные устройства принято подразделять на аналоговые и цифровые.
    В аналоговых устройствах используются переменные, изменяющие свое значение в определенном диапазоне значений между верхним и ниж-ним пределами. Это естественно, когда обрабатываемые сигналы являются непрерывными по своей природе или представляют собой непрерывно изменяющиеся напряжения, поступающие от измерительных приборов (например, от устройств для измерения температуры, давления, влажности и т.п.). Пример аналогового сигнала U (t) приведен на рис. 1,а.
    Однако входной сигнал по своей природе может быть и дискретным, например, импульсы в детекторе частиц или ''биты'' информации, поступаю- щие от ключа, клавиатуры или ЭВМ. В подобных случаях удобно использо-вать цифровую электронику, т.е. схемы, которые имеют дело с информацией, представленной в виде ''единиц'' и ''нулей''. Цифровые переменные имеют только два уровня, (рис. 1,б). Эти уровни напряжения называют верхним и нижним, или обозначают терминами ''истина'' и ''ложь'', которые связаны с булевой логикой, или ''включено'' и ''выключено'', которые отражают состояние релейной системы, а чаще ''нулем'' и ''единицей''.
    Благодаря высокой эффективности цифровые методы широко используются для передачи, отбора и запоминания информации, даже в тех случаях, когда входные и выходные данные имеют непрерывную или анало- говую форму. В этом случае информацию необходимо преобразовывать при помощи цифро-аналоговых (ЦАП) и аналогово-цифровых преобразователей (АЦП). а б
    верхний предел высокий уровень
    
    нижний предел низкий уровень а -аналоговый сигнал; б -цифровой сигнал; ЦИФРОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ
    
    Интегральная микросхема - это микроэлектронное изделие выпол-няющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее не менее пяти элементов (транзисторов, диодов, резисторов, кон- денсаторов), которые нераздельно связаны и электрически соединены между собой так, что устройство рассматривается как единое целое.
    Высокая надежность и качество в сочетании с малыми размерами, массой и низкой стоимостью интегральных микросхем обеспечили их широ- кое применение во многих отраслях народного хозяйства.
    По конструктивно-технологическим признакам различают пленочные, полупроводниковые и гибридные микросхемы.
    Пленочные микросхемы изготавливают посредством послойного нанесения на диэлектрическое основание (подложку) пленок различных материалов с одновременным формированием транзисторов, диодов и т.п. ............