Выбор и обоснование элементной базы

Выбор и обоснование элементной базы. Выбор элементной базы производится исходя из задания на разработку, то есть исходя из основного назначения и критерия на проектирование.

Для конкретного выбора элементной базы необходимо рассмотреть несколько различных серий.

Наиболее широкое распространение в современной аппаратуре получили серии микросхем ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ и схемы на КМОП-структурах.

Опыт показал, что эти цифровые микросхемы отличаются лучшими электрическими параметрами, удобны в применении, имеют более высокий уровень интеграции и обладают большим функциональным разнообразием.

На основании вышесказанного составим сравнительную таблицу некоторых электрических параметров этих серий.

Таблица 4.1 Наименование параметраТТЛТТЛШЭСЛКМОППотребляемая мощность, мВт 5-40 1-19 25-700,0025 на 1 МГцЗадержка распространения сигнала при включении, нс 9-70 5-20 1,3-2,9 3,5-45Задержка распространения сигнала при выключении, нс 9-70 4,5-20 1,3-2,9 3,5-45Диапазон рабочих температур, С-60 125-60 125-10 75-40 125Напряжение питания, В510510-5,251010Выходное напряжение низкого уровня, В 0,4 0,4-0,5-0,81 -1,02 0,3-2,9Выходное напряжение высокого уровня, В 2,4 2,5-1,62 -1,85 7,2-8,2Нагрузочная способность1010-301050Частота переключения триггеров, МГц До35 до130 до300 До125Помехоустойчивость, В0,40,3-0,40,12-0,151,5Работа переключения Рt, nДж 30-100 4-57 30-50 0,008-0,1Входной ток низкого уровня, мА -0,1 2 -0,1 2 0,25-3 -510-5Входной ток высокого уровня, мА 0,02-0,04 0,02-0,05 0,5мкА 0,05мкА Проанализировав таблицу и сопоставив данные заданием, можно сказать, что для курсового проекта отдадим предпочтение более быстродействующим сериям ТТЛШ и ЭСЛ, КМОП. Недостатком ЭСЛ является их повышенная потребляемая мощность.

Отметим также, что цифровые микросхемы ТТЛШ остаются основой построения вычислительных устройств, а также эта серия отличается наибольшим диапазоном выбора микросхем.

Широкое применение получили микросхемы, в которых используются диоды и транзисторы с эффектом Шотки. Использование диодов Шотки позволило уменьшить потребляемую мощность и время задержек. К достоинствам ТТЛ микросхем можно отнести высокий уровень схемно-технологической отработанности, и, как следствие, высокий процент выхода годных микросхем.

Также микросхем ТТЛШ отличает широкий функциональный набор элементов.

Рассмотрим сравнительные характеристики для микросхем типа ТТЛШ для более детального их изучения.

Таблица 4.2 Наименование параметров533, 555530, 53115331531Входной ток низкого уровня, мА-0,42-0,2-0,6Входной ток высокого уровня, мА0,020,050,020,02Выходное напряжение низкого уровня, В0,40,50,40,5Выходное напряжение высокого уровня, В2,52,52,52,5Выходной ток низкого уровня, мА420420Выходной ток высокого уровня, мА-0,4-1-0,4-1Нагрузочная способность10 101030Задержка распространения сигнала при включении, нс20542,7Задержка распространения сигнала при выключении, нс204,542,7Помехоустойчивость, В0,30,30,40,3Частота переключения триггеров, МГц257530100Uпит max, B5,5666Uвх max, B5,55,55,55,5Uвх min, B-0,4-0,4-0,4-0,4Напряжение питания, В510510510510Потребляемая мощность, мВт3,81914Температура, С -60125 1533,530,М530,1531 -1070 К555,КП531,КР1533,КР1531 Анализируя таблицу ТТЛШ серий, скажем, что для проектирования узлов взяты наиболее быстродействующие микросхемы КР531 и 1531, а также маломощные, серии 533 и 1533. 4.2