135891 (Синтез логической ячейки ТТЛШ)

СИНТЕЗ ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТТЛШ

Комплексное задание

по практическим занятиям и лабораторным работам

по дисциплине: «Проектирование и конструирование

полупроводниковых приборов и ИМС»

Синтез принципиальной электрической схемы.

Исходя из технический параметров ИМС приведенных в ТЗ реализуем логическую функцию F=X1+X2X3 на основе логической схемы ТТЛШ (на логическом базисе 2И-НЕ).

Рисунок 1 – Схема логической функции в базисе 2И-НЕ

Таблица 1 – Таблица истинности логической функции

Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема логического базиса 2И-НЕ

Программа расчета блока логического базиса 2И-НЕ на языке программы PSpice.

* Комплексная работа по предмету ПИММС

*Студент группы 8033у

R1 3 12 20k

R2 4 12 8k

R3 5 6 1.5k

R4 7 5 3k

R5 11 10 4k

R6 12 8 120

R7 10 0 1E+9

D1 0 2 D_SH

D2 0 1 D_SH

D3 3 1 D_SH

D4 3 2 D_SH

D5 3 4 D_SH

D6 9 4 D_SH

D7 4 8 D_SH

D8 5 10 D_SH

D9 6 7 D_SH

Q1 4 3 5 Tran

Q2 7 6 0 Tran

Q3 9 4 11 Tran

Q4 8 9 10 Tran

Q5 10 5 0 Tran

.model Tran npn ()

.model D_SH D(IS=1E-11 TT=0)

VIN1 1 0 pulse(0 5 0.01us 0 0 0.03us 0.2us)

VIN2 2 0 5

VCC 11 0 5

.DC vin1 0 5 0.01

.tran 0.001us 0.07us

.probe

.END

Рисунок 3 - Определение пороговых напряжений

Из графика видно, что U⁰_пор=0,798 В и U¹_пор=1,08 В.

Рисунок 4 - Передаточная характеристика базового логического элемента 2И-НЕ

Рисунок 5 - ВАХ на входе логического элемента

Найдены значения I⁰=0.22 мА и I¹=0.026 мкА.

Рисунок 6- Мощность потребляемая логическим элементом

Из графика видно, что Р⁰=3.45 мВт и Р¹=1.12 мВт.

Отсюда находим среднюю мощность:

Р_ср=( Р⁰+ Р¹)/2=(3.45+1.12)/2=2.285 мВт

Из рисунка 7 находим t¹⁰=3.39 нсек и t⁰¹=3.44 нсек.

Находим общее время задержки:

t_з=( t¹⁰+ t⁰¹)/2=(3.39+3.44)/2=3.415 нсек

Рисунок 7 – Временные характеристики логического элемента