ЗНАЙОМСТВО З ПРОГРАМОЮ MICRO - CAP. ВИВЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ТТЛ
1. МЕТА РОБОТИ
Ознайомитися з програмою схемотехнічного моделювання та проектування MC 8 DEMO з сімейства Micro - Cap (Microcomputer Circuit Analysis Program) фірми Spectrum Software. Вивчити характеристики ключових схем на біполярних транзисторах і базових схем логічних елементів ТТЛ, використовуючи можливості програми MC 8 DEMO.
2. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО ПРОГРАМУ MC 8 DEMO
Програма MC 8 DEMO є студентською або демонстраційною версією, яка призначена для моделювання простих електронних схем, що містять не більше 50 компонентів або 100 зв'язків, що цілком достатньо для вивчення базових схем цифрової техніки та їх характеристик. Ця програма вільно доступна на сайті http: / / www. Spectrum - soft. Com.
Програма дозволяє створювати проектовані аналогові, цифрові та змішані аналого-цифрові електричні схеми, виконувати їх введення для моделювання та отримання характеристик, змінювати параметри схем для отримання необхідних характеристик.
Програма дозволяє виконувати аналіз нелінійних електронних схем по постійному струму, виконувати розрахунок перехідних процесів, розраховувати частотні характеристики. Є засоби синтезу пасивних і активних аналогових фільтрів. Програма може будувати графіки результатів моделювання.
Спроектовані і відпрацьовані схеми, а також графіки, що відображають їх характеристики, можуть виводитися в графічному вигляді для документування.
Для освоєння студентської або професійної версії програми Micro - Cap слід звернутися до джерела [1].
3. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО РОБОТУ КЛЮЧІВ
3.1. Статичний режим КЛЮЧІВ на біполярному транзисторі
Роль комутуючого ключового елемента в ключах рис.1, 2 відіграє вихідний транзистор, який в статичних станах знаходиться або в режимі відсічки (пропускає мінімальний залишковий струм, близький до нульового), або в режимі насичення (на ньому падає мінімальне залишкову напругу, близьке до нульового ), і тільки при зміні станів він протягом деякого часу перебуває в активній області.
Залишковий струм і залишкова напруга є головними статичними параметрами ключа.
У замкненому стані ключа рис.1, строго кажучи, повинна виконуватися умова U вх <0. У цьому випадку емітерний і колекторний p - n переходи транзистора зміщені у зворотному напрямку. Однак кремнієвий p - n перехід залишається замкненим і при позитивному напрузі, якщо U вх <U 0 (U 0 0,7 В - напруга на відкритому p - n переході, яке вважають напругою відмикання p - n переходу). При цьому струми всіх трьох висновків транзистора зазвичай не перевищують часткою мікроампера. Найпростішою моделлю (схемою заміщення) замкненого кремнієвого транзистора є розрив всіх його висновків (рис.3, а).
У даній лабораторній роботі досліджуються ключі на кремнієвих транзисторах, тому струми замкненого транзистора в подальшому викладі вважаються нульовими.
У режимі насичення транзистора обидва p - n переходу зміщені в прямому напрямі. У такому випадку напруга U бе U 0, а залишкова напруга між колектором і емітером U кн = U р + I кн r к, де U р - різниця напруги на емітерний і колекторному переходах; I кн - струм колектора; r к - опір колекторного шару. Зазвичай повне залишкову напругу U кн становить 50-100 мВ, що багато менше напруги E до, тому в подальшому викладі залишкову напругу U кн вважається нульовим. У такому випадку найпростішою моделлю (схемою заміщення) насиченого кремнієвого транзистора є схема рис.3, б. Резистор r б враховує опір відкритого емітерного p - n переходу.
У стані нормального активного посилення емітерний p - n перехід відкритий, а коллектрний - зміщений у зворотному напрямку (у стані інверсного підсилення - навпаки). Найпростіша модель транзистора в режимі посилення представлена на ріс.3.в. Підсилювальні властивості транзистора враховуються включенням між колектором і емітером залежного генератора струму BI б. Напруга на відкритому емітерний перехід враховується включенням між базою і емітером транзистора генератора ерс U 0.
Для визначення статичних струмів і напруг у ключах рис.1, 2 можна використовувати прості моделі транзисторів, наведені на рис.3, у відповідності з робочими режимами транзисторів.
Для схеми рис.1 при використанні відповідної схеми заміщення маємо:
(1)
Мінімальний базовий струм, який потрібно для насичення (граничний режим між насиченим і активним), знаходиться за відомим значенням колекторного струму I кн:
(2)
Глибина насичення транзистора (коефіцієнт насичення s) характеризується ставленням реального струму I б до мінімального струму бази, який потрібно для насичення:
(3)
З (1) і (2) можна визначити мінімальну напругу U вх, яке потрібно для насичення, поклавши I б = I бн:
(4)
При підключенні навантаження до виходу ключа статичні рівні вихідного напруги змінюються. У цифрових схемах ключ, як правило, навантажує вхідні ланцюг іншого ключа такого ж типу (або кілька однакових ключів), як показано на рис. 4. Таке навантаження практично не впливає на режим насиченого транзистора, тому що входи зовнішніх ключів при цьому мають потенціал, практично рівний нульового, транзистори зовнішніх ключів закриті, вхідний струм у них відсутній, складова струму навантаження в аналізованому ключі теж відсутня.
Навантаження, що підключається за схемою рис.4, впливає на режим закритого транзистора. У цьому випадку на виході аналізованого ключа високий рівень напруги - зовнішні ключі відкриті. Зовнішню ланцюг навантаження можна замінити еквівалентним резистором навантаження R н, включеним між колектором і емітером закритого транзистора. Струм навантаження (що випливає з ключа), що протікає через резистор R к, знижує рівень вихідної напруги в аналізованому ключі. Він тепер дорівнює
(5)
Для інтегральних логічних елементів, в яких використовуються біполярні насичені транзистори, характерна схема ключа (інвертора) з керуючим (комутуючих) вхідним транзистором (рис.2). В елементах ТТЛ для розширення логічних можливостей вхідний транзистор Т1 робиться многоеміттерним (у такому випадку схема реалізує логічну операцію І-НЕ).
Керуюча напруга в ключі рис.2 однополярне (позитивне). За умови, що напруга
є вихідна напруга іншого ключа такого ж типу, воно може змінюватися від
до
У ключі рис.2 на відміну від ключа рис.1 струми вихідного транзистора Т2 в статичних станах від напруги
практично не залежать.
При транзистор Т1 знаходиться в насиченому стані, тому що обидва його переходу зміщені в прямому напрямі (потенціал бази транзистора Т1 вище потенціалу його емітера і колектора, тому що
, А
). Для насиченого транзистора Т1 маємо
, Тоді
<
, Тому транзистор Т2 закритий і
Струм бази транзистора Т2 при цьому відсутня. Випливає струм
замикається через джерело напруги, що управляє
і задається резистором
:
(6)
Якщо , Транзистор Т1 перебуває у статичному стані інверсного посилення, тому що його емітерний перехід зміщений у зворотному напрямку (потенціал емітера Т1 вище потенціалу бази, тому що
, А
), А його колекторний перехід - у прямому (
>
). У режимі інверсного посилення "нормальний" колектор Т1 фактично є емітером, "нормальний" емітер - колектором, тому в даному випадку
(Струм
- Випливає, а струми
і
- Втікають). Через істотної асиметрії структури транзистора коефіцієнт передачі струму бази
в режимі інверсного посилення малий (
<<1), тому що втікають струм
теж малий (
), А витікаючий струм
практично дорівнює струму
:
. (7)
Для насичення транзистора Т2 потрібно, щоб (S> 1).
Вплив навантаження на роботу ключа рис.2 розглянемо за умови, що навантажують аналізований ключ один або кілька ключів такого ж типу, рис.5. Аналіз показує, що на режим роботи ключа, коли транзистор Т2 закритий, навантаження практично не впливає, тому що всі вхідні транзистори зовнішніх ключів навантаження мають на емітер високий потенціал і працюють в режимі інверсного підсилення з досить малими вхідними струмами, які практично не навантажують аналізований ключ.
У стані, коли транзистор Т2 насичений, вхідні транзистори зовнішніх ключів також насичені, що випливають еміттерние струми зовнішніх ключів в сумі утворюють додаткову складову колекторного струму транзистора Т2, обумовлену навантаженням. Зовнішню ланцюг навантаження можна замінити еквівалентним резистором навантаження , Включеним паралельно резистору
. Коефіцієнт насичення навантаженого ключа менше, ніж у не навантаженого (s н <s). Якщо опір
занадто мало, відкритий транзистор Т2 працює в активному режимі при відповідному збільшенні рівня вихідної напруги.
3.2 ПЕРЕКЛЮЧЕННЯ КЛЮЧІВ на біполярному транзисторі
Швидкодія ключового елемента визначається максимально допустимої частотою вхідних перемикаючих сигналів. Швидкодія залежить від загальної тривалості перехідного процесу, обумовленої двома факторами: власною инерционностью ключового транзистора (кінцевою швидкістю зміни заряду в базі) і впливом паразитних параметрів (кінцевою швидкістю зміни напруги на бар'єрних і паразитних ємностях).
Перехідний процес перемикання транзистора із замкненого стану в насичене містить три стадії: затримки відмикання емітерного переходу, формування фронту включення, накопичення заряду в базі.
Затримка відмикання транзистора дорівнює часу заряду бар'єрних ємностей до напруги відмикання транзистора U 0. Практично затримка проявляється у зсуві фронту включення щодо фронту вхідного отпирающего сигналу (імпульсу). У більшості практичних випадків затримка відмикання невелика і істотно менше тривалості фронту включення.
Формування фронту включення починається з появи сходинки базового струму внаслідок відмикання емітерного переходу. У насичених ключах сходинка струму
достатня для подальшого насичення транзистора:
>
.
Якщо знехтувати впливом ємностей на перехідний процес, поведінка ключа на стадії формування фронту включення безпосередньо обумовлено процесом зміни заряду неосновних носіїв у базі транзистора, який описується рівнянням:
(8)
де - Час переносу заряду через базу в нормальному режимі (час життя неосновних носіїв в базі), яке проявляється як постійна часу перехідної характеристики транзистора.
Формування фронту включення відбувається при існуванні активного режиму роботи поки виконується умова <
. Закінчення фронту включення відповідає моменту, коли заряд
стає рівним
.
У загальному випадку, коли потрібно враховувати вплив ємності колекторного переходу і ємності навантаження
, При аналізі замість
слід користуватися еквівалентної постійної часу
:
(9)
Тривалість фронту включення розраховується за формулою
(10)
Для схеми рис.1 струм розраховується за (1), для схеми рис.2
=
і розраховується за (7).
Якщо умова насичення не виконується ( ), Для визначення часу включення слід використовувати формулу
. (10а)
Накопичення заряду в базі відбувається вже в насиченому транзисторі. Починаючи з моменту , Всі три зовнішніх струму транзистора не змінюються. Проте заряд в базі продовжує наростати за експоненціальним законом, і цей процес закінчується лише через час
, Яке називають часом накопичення. Значення
може істотно відрізнятися від величини
(
<
), Оскільки розподіл носіїв у базі при насиченні відрізняється від розподілу при нормальному активному режимі.
Процес перемикання транзистора з насиченого стану в замкнене містить дві стадії: розсмоктування надлишкового заряду і формування фронту вимкнення.
Розсмоктування надлишкового заряду виявляється зовні як затримка початку фронту виключення щодо вимикає (негативного) перепаду вхідного сигналу. На стадії розсмоктування транзистор залишається насиченим, концентрація заряду в базі залишається вище рівноважної концентрації, і обидва переходу транзистора зміщені в прямому напрямі. При цьому напруга U бе = U 0 = 0,7 В. Тому при встановленні замикаючого вхідної напруги U вх <U 0 виникає негативний вхідний струм , Обумовлений наявністю в базі надлишкового заряду. Струм
випливає з бази, тому що потенціал бази вище потенціалу входу. Величина цього струму:
(11).
Негативний струм означає "відсмоктування" заряду з бази, тому він починає зменшуватися, і при
=
стадія розсмоктування закінчується.
Аналіз функції зміни заряду дає формулу для визначення часу розсмоктування:
, (12)
в якій для схеми рис.1 струм розраховується за (1), а струм
- По (11). Формула (12) отримана для випадку, коли отпирающий сигнал - довгий, а струм
істотно менше струму
.
Для схеми рис.2 =
і розраховується за (7). Струм
=
в цій схемі замикається далі через насичений транзистор Т1 і джерело напруги, що управляє. Резисторів в цьому ланцюзі немає. Струм
в цьому випадку визначається внутрішнім опором насичених транзисторів Т2 і Т1:
, (13)
де R р, r к1, r б2 - відповідно опір джерела U вх, насичених транзисторів Т1 і Т2.
Якщо перед подачею замикаючого сигналу транзистор в ключі не насичений, то t р = 0.
Формування фронту виключення починається в момент часу, коли Q (t) = Q гр. Якщо ємностями Ск, Сн можна знехтувати, заряд в базі змінюється за тим же законом, що і на попередній стадії розсмоктування. Але величина заряду не може досягати негативного асимптотичного значення , Так як заряд неосновних носіїв в базі знак змінити не може. Тому процес формування фронту виключення закінчується, коли Q (t) = 0. У такому випадку при замикаючих токах, істотно менших, ніж струм насичення, можна отримати:
(14)
Струм для ключів рис.1, 2 розраховується відповідно за формулами (11), (13).
На практиці часто замикаючий струм порівняємо з струмом насичення. Фізика процесів виключення в цьому випадку складніше через ускладнення форми розподілу носіїв у базі. При великих замикаючих токах I кн виключення відповідає так званий режим динамічної відсічення, коли і емітерний і Колекторна переходи працюють при зворотному зміщенні, але через наявність деякого залишкового заряду в базі всі три струму транзистора мають кінцеві зачення (не дорівнюють нулю) і спадають до нуля з постійною часу відсічення, рівної
, Значно меншою
. У такому випадку тривалість виключення колекторного струму становить величину:
; (15)
струм спадає дуже швидко.
У той же час тривалість фронту вимкнення напруги при наявності ємнісний навантаження C до (C н> C к) може бути істотно більше, ніж тривалість вимикання струму, і складає
(16)
4. БАЗОВІ ЛОГІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТТЛ
ТТЛ - позначає одержала широке поширення технологію виготовлення інтегральних схем (ІС) - транзисторних-транзисторну логіку. Відмінною особливістю даної технології є використання на входах ІС многоеміттерних транзисторів.
На рис.6 показано базовий логічний елемент (ЛЕ), виконаний за технологією ТТЛ і реалізує логічне перетворення І-НЕ. Базовим є той ЛЕ, фізичні параметри якого найбільш повно характеризують фізичні властивості більшості ІС певної серії ЛЕ. Наприклад, базовий елемент рис.6 характеризує властивості ІС серії SN 74 фірми Texas Instruments Inc. (TI) і вітчизняної 155 серії, в яких він застосований. ІС серії SN 74 (155) призначені для застосування в середньочастотних цифрових вузлах (до 35 МГц).
Існують модифікації базового елементу ТТЛ, що визначають властивості відповідних ІС та іншу область їх застосування. Так, наприклад, ІС серії SN 74 L (134) призначені для застосування в низькочастотних вузлах (до 3 МГц), а ІС серії SN 74 H (131) - у високочастотних (до 50 МГц). Удосконалення ТТЛ-технологій виготовлення ІС призвело до створення базового елементу ТТЛ із використанням діодів Шотткі, що запобігають режим глибокого насичення транзисторів - ТТЛШ.
На рис.7, а показано включення діода Шотткі в найпростішому ключі. У ключі рис.7, б використаний транзистор Шотткі. Пряме порогове напруга діодів Шотткі одно 0,3 ... 0,4 В, тому в схемах рис.7 напруга на колекторному переході транзистора ніколи не досягає значень, при яких він зміщений у прямому напрямку. Тому транзистор з діодом Шотткі не потрапляє в режим насичення. Базові елементи ТТЛШ використовуються, наприклад, в інтегральних схемах серії SN 74 S (531).
Аналіз схеми рис.6 показує, що многоеміттерний транзистор Т1 виконує логічну операцію І, а транзистор Т2 - операцію НЕ. Вихідний каскад на транзисторах Т3 і Т4 дозволяє отримати великі значення впадає і випливає струмів в навантаженні, яка підключається до виходу Y ЛЕ. Для отримання максимальних значень струмів в навантаженні один з вихідних транзисторів повинен бути обов'язково закритий. Діод D 1 в емітерний ланцюга транзистора Т3 забезпечує його надійне замикання при відкритому транзисторі Т4. При замкнутому стані транзистора Т4 транзистор Т3 по відношенню до навантаження працює як емітерний повторювач. Резистор R 1 запобігає виходу з ладу транзистора T 3 при короткому замиканні виходу на корпус і знижує рівень імпульсних перешкод при перемиканні ЛЕ.
Вихід ЛЕ з показаним на рис.6 з'єднанням вихідних транзисторів Т3 і Т4 називається стандартним виходом.
Діоди, включені між вхідними висновками і загальним висновком, забезпечують захист ЛЕ при попаданні на його входи негативної напруги.
Статичні режими в логічних елементах ТТЛ характеризуються стандартними параметрами, до яких відносяться рівні вхідних і вихідних напруг і значення вхідних і вихідних струмів:
- Вхідна напруга високого рівня (логічної одиниці),
- Вхідна напруга низького рівня (логічного нуля),
- Вихідна напруга високого рівня (логічної одиниці),
- Вихідна напруга низького рівня (логічної одиниці),
(При
) - Вхідний струм при подачі на вхід високого рівня напруги (що втікають струм),
(При
) - Вхідний струм при подачі на вхід низького рівня напруги (що випливає струм),
(При
) - Вихідний струм при високому рівні вихідного сигналу (що випливає струм),
(При
) - Вихідний струм при низькому рівні вихідного сигналу (втікають струм).
Відносини і
характеризують навантажувальну здатність ЛЕ для низьких і високих рівнів сигналів. Стандартний параметр
визначає максимальне число входів базових ЛЕ, яке допустимо підключати до виходу аналогічного ЛЕ. Для базового ЛЕ серії SN 74 навантажувальна здатність
Завадостійкість ЛЕ визначається стандартними значеннями величин
Перешкоди з рівнем напруги менше 0,4 В не можуть привести до зміни стану ЛЕ.
Перехід ЛЕ в підсилювальний режим (режим перемикання) характеризується значенням напруги перемикання. Для базового ЛЕ серії SN 74 стандартне значення напруги перемикання .
Аналіз схеми рис.6 показує, що типові значення вихідної напруги рівні і
, Тому типове значення завадостійкості для базового ЛЕ серії SN 74 визначається значеннями величин
Стандартні динамічні параметри ЛЕ характеризуються часом затримки при переході вихідного сигналу з високого рівня на низький,
- При переході вихідного сигналу з низького рівня на високий або середнім часом затримки сигналів у ЛЕ
Затримки
і
показані на рис.8 (
- Еквівалентний вхідний сигнал ЛЕ, що враховує взаємодію фізичних вхідних сигналів
і
на рис.6;
- Вихідний сигнал ЛЕ). Для стандартної серії SN 74
. Вказане значення
дозволяє використовувати тригери даної серії при частоті перемикання
. Для інших серій ІВ, побудованих на модифікованих базових схемах ТТЛ, ці параметри дорівнюють: серія SN 74 L -
,
; Серія SN 74 H -
,
; Серія SN 74 S -
,
.
Згадані вище серії ІС ТТЛ, у назвах яких використовується префікс SN, розроблені фірмою TI. Перераховані ІС крім фірми-розробника випускаються багатьма іншими фірмами-виробниками. Інші фірми-виробники використовують інші префікси для ідентичних ІС, тому в довідниках з ІС та навчальній літературі префікс часто опускається.
Зокрема, назви цифрових ІС, включених до бібліотеки програми Micro - Cap (Component> Digital Library), не містять префікса, що позначає фірму виробника.
5. ПРОГРАМА РОБОТИ
5.1 ПІДГОТОВКА ДО РОБОТИ
1. Вивчити:
а) моделі біполярних транзисторів та схеми заміщення ключів в статичних станах,
б) вплив резистивної навантаження (паралельно транзистору або колекторному резистору) на струми і напруги в ключах в статичних станах,
в) фізику процесів при перемиканні транзистора із замкненого стану в насичене (затримка відмикання, фронт включення, накопичення заряду) і з насиченого стану в замкнене (розсмоктування надлишкового заряду, фронт виключення),
г) вплив колекторної ємності і ємності навантаження на перехідні процеси в ключах,
д) особливості статичних режимів і перемикання транзисторів в ключі з керуючим транзистором (рис.2),
е) принцип роботи базового логічного елемента ТТЛ (рис.6), його властивості та характеристики (фізика роботи в статичних станах і в режимі перемикання, реалізована логічна функція, стандартні статичні і динамічні параметри, робота при підключенні навантаження і збереження працездатності при її підключенні) .
2. Вихідні дані для виконання розрахунків (параметри елементів схем рис.1 і рис.2, в дужках наведено імена параметрів моделей біполярних транзисторів, що використовуються в програмі Micro - Cap):
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
3. Розрахувати для схеми рис.1, використовуючи відповідні моделі транзистора:
а) статична напруга , При якому транзистор відмикається,
б) статичну напругу , При якому транзистор входить до насичення,
в) статичні рівні вихідного напруги для ненавантаженого ключа,
г) статичні рівні вихідного напруги, якщо паралельно транзистору включений резистор навантаження ,
д) мінімальний опір резистора навантаження , Включеного паралельно резистору
, При якому відкритий транзистор залишається насиченим,
е) залежності тривалості фронту включення , Тривалості стадії розсмоктування
і тривалості фронту вимикання
від амплітуди вхідних отпирающих імпульсів.
4. Розрахувати для схеми рис.2, використовуючи відповідні моделі транзистора, тривалість стадій перемикання ключа ,
,
, Якщо ключ управляється позитивними імпульсами з амплітудою
. Початковий рівень вхідної напруги вважати рівним нулю.
5.2 ВИКОНАННЯ РОБОТИ
(Результати за всіма пунктами програми роботи документувати і включити у звіт)
1. Викликати програму Micro - Cap (ярлик Micro - Cap Evaluation 8.0)
2. Відкрити (File> Open> DATA RUS> 1 p -1. CIR) та дослідити
Схему 1:
а) отримати передавальні характеристики (ПХ) ключів (Analysis> DC ...> Run);
б) визначити за них напруги, при яких транзистори відкриваються і при яких входять до насичення, порівняти отримані значення з розрахунковими;
в) визначити і пояснити значення статичних рівнів ПХ;
г) підключити навантаження R 5 на вихід ключа і повторити п.п. а) і в), порівняти значення рівнів ПХ з результатами розрахунку;
д) отримати ПХ ключів при варіації опору навантаження R 5 (DC> Stepping> Step It Yes> OK> F 2); простежити за зміною форми ПХ, задокументувати і пояснити зміни;
е) вимкнути режим варіації опору навантаження і вийти з режиму аналізу (DC> Stepping> Step It No> OK> F 3);
ж) вимкнути навантаження R 5;
з) отримати перехідні характеристики ключів (Analysis> Transient> Run), визначити стадії перехідних процесів при включенні і виключенні транзисторів, порівняти роботу ключів і пояснити результати;
і) отримати перехідні характеристики ключів при варіації амплітуди керуючих імпульсів (Transient> Stepping> Step It Yes> OK> F 2); отримати і побудувати графіки залежностей тривалості фронту включення, тривалості стадії розсмоктування, тривалості фронту вимикання від амплітуди вхідних імпульсів, порівняти з розрахунковими залежностями; простежити за зміною форми вихідних імпульсів, задокументувати зміни;
к) вимкнути режим варіації амплітуди керуючих імпульсів і вийти з режиму аналізу (Transient> Stepping> Step It No> OK> F 3);
л) закрити Схему 1 (File> З lose> No Save ...).
2. Відкрити (File> Open> DATA RUS> 1 p -2. CIR) та дослідити
Схему 2:
а) отримати статичні характеристики вихідної напруги і вхідного струму
від значення статичної напруги
на вході ключа (Analysis> DC ...> Run) і пояснити поведінку і параметри отриманих характеристик;
б) підключити навантаження R 3 і повторити п. а), порівняти і пояснити відмінність характеристик навантаженого і ненавантаженого ключа;
в) отримати статичні характеристики ключів при варіації опору навантаження R 3 (DC> Stepping> Step It Yes> OK> F 2); простежити за змінами характеристик, задокументувати і пояснити зміни; визначити мінімальне дозволене опір навантаження, при якому вихідна напруга не перевищує стандартне значення для елементів ТТЛ;
г) вимкнути режим варіації опору навантаження і вийти з режиму аналізу (DC> Stepping> Step It No> OK> F 3);
д) вимкнути навантаження R 3;
е) закрити Схему 2 (File> З lose> No Save ...).
3. Відкрити (File> Open> DATA RUS> 1 p -3. CIR) та дослідити
Схему 3:
а) отримати статичні характеристики вихідної напруги , Вхідного струму
і струму
в резисторі вихідного каскаду від значення вхідного статичної напруги
(Analysis> DC ...> Run); пояснити поведінку характеристик;
б) визначити параметри характеристик вхідного струму і вихідної напруги та їх відповідність стандартним значенням для елементів ТТЛ;
в) повторити п.п. а) і б) при варіації опору навантаження R 5 (Stepping> Step It Yes> OK> F 2); простежити за змінами характеристик, задокументувати і пояснити зміни; визначити мінімальне дозволене опір навантаження, при якому вихідна напруга не нижче стандартного значення для елементів ТТЛ;
г) вимкнути режим варіації опору навантаження і вийти з режиму аналізу (DC> Stepping> Step It No> OK> F 3);
д) отримати тимчасову діаграму вихідної напруги при дії на вхід імпульсного напруги
(Analysis> Transient> Run); виміряти затримки фронтів вихідної напруги та їх відповідність стандартних значень базового елементу ТТЛ;
е) заземлити вхід X 2 і повторити п. д); сформулювати висновок про вплив на роботу елемента ТТЛ вільного (непідключеного) і заземленого входу; отримати таблицю істинності для базової схеми рис.3 як логічного елемента;
ж) вийти з режиму аналізу (F 3);
з) закрити Схему 3 (File> З lose> No Save ...).
4. Відкрити (File> Open> DATA RUS> 1 p -4. CIR) та дослідити
Схему 4:
а) відключити зовнішні ЛЕ (навантаження) від виходу Y досліджуваної схеми;
б) визначити статичні і динамічні параметри ЛЕ;
в) коммутіруя лінії підключення навантаження, повторити п. б) для різного числа входів навантаження;
в) сформулювати висновки про вплив навантаження на робочі параметри ЛЕ;
г) вийти з режиму аналізу (F 3);
д) закрити Схему 4 (File> З lose> No Save ...).
5. Отримати у викладача додаткове завдання по роботі.
СПИСОК
1.Разевіг В.Д. Схемотехнічне моделювання за допомогою Micro - Cap 7. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2003. - 368 с.
2.Елементи імпульсних і цифрових пристроїв: Керівництво до лабораторних робіт № 1027 / Укл. Бєлкін А.П., Сальников Н.І., Соколов Ю.П. - Рязань. : РРТІ, 1985. - 44 с.
3.Сальніков Н.І., Бєлкін А.П., Соколов Ю.П. Імпульсні пристрої на інтегральних логічних елементах: Навчальний посібник. - К.: РРТІ, 1986. - 72 с.
4.Ерофеев Ю.М. Імпульсна техніка: Учеб посібник. - М.: Вищ. шк., 1984. - 391 с.
5.Алексенко А.Г., Шагурін І.І. Мікросхемотехніка: Учеб. посібник. - М.: Радіо і зв'язок, 1982. - 416 с.
6.Пухальскій Г.І., Новосельцева Т.Я. Цифрові пристрої: Учеб. посібник. СПб.: Політехніка, 1996.