Контрольная работа по ЦУиМП:
«Изучение характеристик логических элементов КМОП»
Ключ на основе КМОП
Рассмотрим схему
1) Получим ПХ и определим по ним значения входного напряжения, при которых открываются транзисторы Т1, Т2 и защитные диоды.
Определим напряжения открывания (переключения) транзисторов: , то (по графику 2.497 В)
Определим напряжение открывания защитных диодов: т. к. , то входное напряжение открытия диодов D1,2,3,4 (напряжение открытия диодов равно 0.6 В) равно
2) Получить статические характеристики схемы при вариации напряжения питания
При уменьшении напряжения питания происходит уменьшение напряжения открытия транзисторов в соответствии с формулой Еп/2.
3) Получить переходные характеристики
Определим длительность переходных процессов при включении и выключении ключа и среднее время задержки:
- при переходе выходного сигнала с высокого уровня на низкий
- при переходе выходного сигнала с низкого уровня на высокий
– среднее время задержки ЛЭ.
Тогда
4) Получить переходные характеристики при вариации напряжения питания
Время задержки при переходе выходного сигнала с высокого уровня на низкий () с уменьшением напряжения питания уменьшается, а время при переходе выходного сигнала с низкого уровня на высокий () при уменьшении напряжения питания растет.
ЛЭ КМОП (ИЛИ-НЕ)
Рассмотрим схему
1) Получить статическую характеристику выходного напряжения от значения статического напряжения на одном из входов ключа
При подаче на х1 напряжения меньшего 2.5 В (логический ноль), в то время как на два других входа подано напряжение 0 В, что соответствует уровню логического нуля, транзисторы Т1, Т3 и Т5 закрыты, а Т6, Т4 и Т2 открыты, на выходе фиксируется сигнал высокого уровня соответствующий логической единице. При подаче же на х1 напряжения высокого уровня соответствующего логической единице транзисторы Т3, Т2 и Т6 открыты, а Т1, Т5 и Т4 закрыты. На выходе схемы напряжение низкого уровня, что соответствует логическому нулю.
2) Получить таблицу истинности ЛЭ
Заменим постоянные источники напряжения Х2,1,0 на импульсные источники, тем самым задав входные уровни (0В – лог. нуль, 5В – лог. единица). Тогда получим след. График анализа. По нему составим таблицу истинности:
X0 X1 X2 Y 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0
Таким образом, таблица истинности соответствует стандартному ЛЭ ИЛИ-НЕ, т.е. если на одном из входов есть хотя бы одна логическая единица, то на выходе Y находится логический нуль, значит можно утверждать, что единица это активное значение логической переменной, при этом один из транзисторов Т2, Т4, Т6 заперт, а один из транзисторов Т1, Т3, Т5 открыт. Если на всех входах лог. нули, то транзисторы Т1, Т3, Т5 заперты, а Т2, Т4, Т6 – открыты.
ЛЭ КМОП (И-НЕ)
Рассмотрим схему
1) Получить статическую характеристику выходного напряжения от значения статического напряжения на одном из входов ключа
Когда напряжение на входе х0 соответствует уровню логического нуля, а напряжения на двух других входах при этом соответствуют уровню логической единицы, можно отметить. ............
