Лабораторная работа № 6.

Исследование логических интегральных микросхем

На полевых транзисторах

Цель работы

Ознакомиться с принципом работы логических интегральных схем, выполненных на МДП ПТ, исследовать их характеристики и определить параметры.

Подготовка к работе

2.1 Изучить следующие вопросы курса.

2.1.1 Понятие о логических элементах НЕ, ИЛИ, И, ИЛИ-НЕ, И-НЕ, их условные обозначения.

2.1.2 Схемотехническая реализация базовых логических ИМС на МДП-транзисторах:

а) логические ИМС на р - и n - канальных МДП ПТ;

б) логические элементы на ПТ с барьером Шоттки;

в) логические элементы на КМДП транзисторах.

2.1.3 Схемы для исследования характеристик и определения параметров.

2.1.4 Статические характеристики исследуемых логических ИМС и определение по ним параметров.

2.1.5 Переходные процессы в ПТ при переключении. Параметры переключения.

2.1.6 Основные параметры логических ИМС:

а) величина напряжения, соответствующего логическому нулю и единице;

б) входной и выходной токи, соответствующие логическому нулю и единице;

в) нагрузочная способность (коэффициент разветвления по выходу);

г) среднее время задержки распространения сигнала;

д) статическая помехоустойчивость;

е) потребляемая мощность;

ж) энергия переключения.

2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы.

2.2.1 Каков принцип работы логических схем И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ?

2.2.2 Какой вид имеют принципиальные схемы базовых элементов и каковы принципы работы ИМС следующих типов:

а) логические элементы на р - и n - канальных МДП ПТ?

б) логические элементы на ПТ с барьером Шоттки?

в) логические элементы на КМДП транзисторах?

2.2.3 Привести статические характеристики исследуемых логических ИМС и показать определение по ним параметров.

2.2.4 Какие физические процессы определяют время включения и выключения электронного ключа на МДП ПТ?

2.2.5 Как влияет реактивная нагрузка на переключение МДП ПТ?

2.2.6 Как улучшить быстродействие электронных ключей на МДП ПТ?

2.2.7 Дать определение ниже перечисленных параметров логических ИМС и показать, каким образом они определяются:

а) величины напряжений, соответствующие логическому нулю и единице;

б) входной и выходной токи, соответствующие логическому нулю и единице;

в) нагрузочная способность (коэффициент разветвления по выходу);

г) среднее время задержки распространения сигнала;

д) статическая помехоустойчивость;

е) потребляемая мощность;

ж) энергия переключения.

Литература

1 Игнатов А.Н. и др. Классическая электроника и наноэлектроника: Учебное пособие / М.: Флинта: Наука. 2009. Стр. 258-264.

2 Игнатов А.Н., Калинин С.В., Савиных В.Л. Основы электроники, - СибГУТИ, Новосибирск, 2005, стр. 86-91.

3 Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основы микроэлектроники. – СПб.: Издательство «Лань», 2008, с.275-280.

4 Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. -М: Лаборатория Базовых Знаний, 2001, с. 426-435.

5 Алексенко А.Г. Шагурин И.И., Микросхемотехника - Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Радио и связь, 1990, с. 74-88, 99-100

6 Савиных В.Л. Электроника. Конспект лекций. Электронная версия. СибГУТИ, 2009.