Электронные промышленные устройства. Кузнецов Б.Ф. - 66 стр.

66

       Вторая причина - это ток потребления микросхем. В ТТЛ, p-МОП и n-МОП сериях микро-
схем ток их потребления определяется быстродействием. Чем ниже быстродействие микросхемы
(в пределах одной технологии), тем меньше еѐ ток потребления. Это не относится к КМОП сериям
микросхем. В микросхемах, выполненных по КМОП технологии, ток потребления зависит от ча-
стоты, на которой работает в данный момент микросхема. Чем выше частота переключения логи-
ческих элементов КМОП микросхемы, тем выше ток потребления этой микросхемы. То есть ток
потребления в этих микросхемах регулируется автоматически, и причиной выбора конкретной се-
рии микросхем остается только их стоимость.
       Микросхемы с повышенной нагрузочной способностью обычно входят в состав любой се-
рии микросхем, однако иногда требуются ещѐ большие токи. В этом случае можно использовать
микросхемы из серий с повышенным быстродействием, например К1531. При необходимости
формирования на выходе микросхемы потенциалов, превышающих напряжение питания цифровой
микросхемы, можно применить микросхемы с открытым коллектором. В крайнем случае для со-
гласования микросхемы по току или напряжению можно применить транзисторный ключ.
       Согласование микросхем ТТЛ серий между собой сводится к согласованию по току, так как
напряжения логических уровней этих микросхем совпадают. Выходной ток ТТЛ микросхемы фор-
мируется из входных токов микросхем, подключенных к еѐ выходу,т.е. суммарный входной ток
микросхем-нагрузок не должен превышать максимального выходного тока микросхемы - источни-
ка логического сигнала. Например, максимальный допустимый ток нуля микросхем серии К134
составляет 1.8 мА. Входной ток нуля микросхем серии К531 равен 2 мА. То есть входной ток мик-
росхемы нагрузки превышает максимальный ток микросхемы источника сигнала. Это означает, что
между микросхемой серии К134 и микросхемой серии К531 должна находиться промежуточная
микросхема серии, у которой входной ток будет меньшей величины, например, К555. У этой серии
микросхем входной ток нуля не превышает значения 0.4 мА, то есть к микросхеме К134 можно
подключить четыре входа микросхем серии К555:
                                 I O ut = N ўI I n 555 = 4 ў0:4 = 1:6 мА
      У микросхемы К555 допустимый выходной ток составляет 4 мА. Поэтому к выходу этой
микросхемы можно подключать до двух входов микросхем серии К531. Более современные микро-
схемы серии К1531, обладающие быстродействием микросхем серии К531, имеют входной ток 0,6
мА. Поэтому эти микросхемы могут быть подключены непосредственно к выходу микросхем се-
рии К134. Максимальное допустимое количество входов микросхем серии К1531 (коэффициент
разветвления) можно рассчитать из формулы:



        Точно так же можно определить коэффициент разветвления и для других сочетаний мик-
росхем. Даже в пределах одной серии микросхем можно воспользоваться этой формулой. Возьмѐм
для примера микросхемы серии К1533. Их входной ток равен 0.2 мА, выходной ток равен 8 мА. В
результате получаем коэффициент разветвления 40:



       В настоящее время происходит активный переход к микросхемам с пониженным напряже-
нием питания, таким как 3.3 В 2.5 В или 1.8 В. Поэтому кроме вопроса согласования микросхем по
току встаѐт вопрос согласования микросхем по напряжению логических уровней. Точно такой же
вопрос возникает и при согласовании КМОП микросхем и ТТЛ микросхем.
       Снижение напряжения питания цифровых микросхем обусловлено двумя причинами. Пер-
вая это снижение потребляемой мощности. Снижение напряжения питания с 5 до 3.3 В только по
закону Ома приводит к снижению потребляемой мощности в 2.3 раза. Вторая причина - это
уменьшение линейных размеров транзисторов. При снижении линейных размеров транзисторов
уменьшается их пробивное напряжение. В настоящее время наиболее распространѐнным напряже-
нием питания цифровых микросхем стало напряжение питания 3.3 В.