Общая характеристика цифровых микросхем
Цифровые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной, например двоичной, функции. Они применяются для построения цифровых вычислительных машин, а также цифровых узлов измерительных приборов, аппаратуры автоматического управления, связи и т.д.
По функциональному назначению цифровые микросхемы подразделяют на подгруппы: логические микросхемы, триггеры, элементы арифметических и дискретных устройств и др. Внутри каждой подгруппы по функциональному признаку микросхемы подразделяют на виды.
Сведения о подгруппе и виде микросхемы содержатся в ее условном обозначении.
Большинство цифровых микросхем относится к потенциальным микросхемам: сигнал на их входе и выходе представляется высокими (низкими) уровнями напряжений. На рис. 3.12 показано кодирование состояний двоичного сигнала. Этим двум состояниям сигнала ставятся в соответствие логические значения 1 и 0. В зависимости от кодирования состояний сигнала различают положительную и отрицательную логику. Логические операции, выполняемые микросхемами, обычно указываются для положительной логики. Длительность потенциального сигнала определяется сменой информации; например, длительность сигнала на выходе микросхемы определяется временным интервалом между двумя входными сигналами.
Рис. 3.12. Кодирование состояний двоичного сигнала
Иногда применительно к потенциальным микросхемам говорят, что они управляются положительными или отрицательными импульсами. В таких случаях речь идет о том, что для изменения состояния микросхемы необходимо на заданное время изменить уровень входного сигнала с 1 на 0 (отрицательный импульс) либо с 0 на 1 (положительный импульс).
Цифровые микросхемы выпускаются сериями. В состав каждой серии входят микросхемы, имеющие единое конструктивно-технологическое исполнение, но относящиеся к различным подгруппам и видам. В серии может быть несколько микросхем одного вида, различающихся, например числом входов или нагрузочной способностью. Чем шире функциональный состав серии, тем в большей степени она удовлетворит требованиям к микроэлектронной аппаратуре в отношении компактности, надежности и экономичности, поскольку применение микросхем одной серии исключает необходимость в дополнительных, например согласующих, устройствах.
В некоторых сериях цифровых и аналоговых микросхем имеются микросхемы, которые могут выполнять различные функции. Такие микросхемы получили название многофункциональных схем. Цифровые многофункциональные схемы выполняют, как правило, логические функции. Такие микросхемы имеют различную структуру. Одни состоят из многих логических элементов, из которых путем внешней коммутации выводов можно получить требуемое устройство. Другие многофункциональные схемы представляют собой сложное логическое устройство, которое можно настраивать с помощью внешних сигналов на выполнение требуемой логической операции.