điện tử số

1
Bộ môn Kỹ thuật Máy tính
Khoa Công nghệ Thông tin
Trường Đại học Vinh
Vinh, 08/2006
2
Lưu ý quan trọng
Bài giảng Điện tử số này thuộc bản quyền của tác giả:
Ths Nguyễn Quang Ninh
Giảng viên Bộ môn Kỹ thuật máy tính
Khoa Công nghệ Thông tin
Trường Đại học Vinh
Không được tự ý sao chép!
Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng gửi về:
Địa chỉ Khoa CNTT, Trường Đại học Vinh
E-mail: [email protected]
3
Tài liệu tham khảo
Đặng Văn Chuyết, Kỹ thuật Điện tử số, NXB GD, 2000.
Nguyễn Thuý Vân, Kỹ thuật số, NXB KHKT.
Đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh), Cơ sở kỹ thuật điện tử số, NXB GD.
VN-Guide, Mạch số, NXB Thống kê, 2001.
Roger L. Tokheim, Digital Electronics, Macmillan/McGraw-Hill, 1994.
4
Nội dung bài giảng
Chương 1: Các khái niệm cơ bản
Chương 2: Mạch logic tổ hợp
Chương 3: Flip-Flop
Chương 4: Mạch dãy
5
Điện tử số
6
Nội dung chương 1
Các hệ thống đếm và mã
Cơ sở đại số logic
Các phương pháp biễu diễn hàm logic
Tối thiểu hoá hàm logic
Vi mạch.
7
Các hệ thống đếm và mã
Hệ thập phân (Decimal System)
? Con người sử dụng
Hệ nhị phân (Binary System)
? Máy tính sử dụng
Hệ thập lục phân (Hexadecimal System)
? Dùng để viết gọn số nhị phân
Chuyển đổi hệ đếm
Một số loại mã
8
Hệ thập phân (Decimal System)
Cơ số 10
Dùng 10 chữ số: 0, 1, 2, ..., 9
Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10n giá trị khác nhau:
00...0 = 0
99...9 = 10n - 1
9
Xét số thập phân: 215
Các chữ số :
215 : 10 = 21 dư 5
21 : 10 = 2 dư 1
2 : 10 = 0 dư 2

Hoặc: 215 = 2*102 + 1*101 + 5*100
Ví dụ
10
Hệ nhị phân (Binary System)
Cơ số 2
Dùng 2 chữ số: 0, 1
Chữ số nhị phân gọi là bit (binary digit)
Bit là đơn vị thông tin nhỏ nhất
Dùng n chữ số nhị phân có thể biểu diễn được 2n giá trị khác nhau:
00...0 = 0
11...1 = 2n - 1
11
Hệ nhị phân (Binary System)
Dạng tổng quát của số nhị phân:
Giả sử có một số nhị phân A:
A = an an-1 ... a1 a0 , a-1 a-2 ... a-m

Khi đó, giá trị của A được tính như sau:
A = an*2n + an-1*2n-1 + ... + a0*20 +
+ a-1*2-1 + a-2*2-2 + ... + a-m*2-m
12
Ví dụ
Có số nhị phân như sau: 1011 1001(2)

Khi đó, giá trị của chúng được tính là:
1011 1001(2) =
= 27 + 25 + 24 + 23 + 20
= 128 + 32 + 16 + 8 + 1
= 185(10)
13
Cơ số 16
Dùng 16 chữ số: 0,1,..., 9, A, B, ..., F
Dùng để viết gọn cho số nhị phân: cứ một nhóm 4 bit sẽ được thay bằng một chữ số Hexa
Dùng n chữ số Hexa có thể biểu diễn được 16n giá trị khác nhau:
00...0 = 0
FF...F = 16n - 1
Hệ thập lục phân (Hexadecimal System)
14
Chuyển đổi hệ đếm
Từ cơ số 10 ? cơ số a bất kỳ
Từ cơ số a bất kỳ ? cơ số 10
Từ cơ số a bất kỳ ? cơ số b bất kỳ
15
Chuyển đổi từ cơ số 10 ? cơ số a
Nguyên tắc chung: chia liên tiếp cho a rồi lấy phần dư theo thứ tự ngược lại.

Chuyển đổi từ cơ số 10 ? cơ số 2:
Cách 1: theo nguyên tắc chung
Cách 2: phân tích thành tổng các luỹ thừa của 2
Chuyển đổi từ cơ số 10 ? cơ số 16:
Cách chuyển: theo nguyên tắc chung
16
Chuyển đổi từ cơ số 10 ? cơ số a
Ví dụ 1: Chuyển đổi số 6110 sang hệ nhị phân
Cách 1: chia liên tiếp cho 2 rồi lấy phần dư:
61 : 2 = 30 dư = 1
30 : 2 = 15 dư = 0
15 : 2 = 7 dư = 1
7 : 2 = 3 dư = 1
3 : 2 = 1 dư = 1
1 : 2 = 0 dư = 1
Vậy: 6110 = 1111012
17
Chuyển đổi từ cơ số 10 ? cơ số a
Ví dụ 1: Chuyển đổi số 6110 sang hệ nhị phân
Cách 2: phân tích thành tổng các lũy thừa của 2:
61 = 32 + 16 + 8 + 4 + 1
= 25 + 24 + 23 + 22 + 20
= 1.25 + 1.24 + 1.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20

Vậy: 61(10) = 111101(2)
18
Chuyển đổi từ cơ số 10 ? cơ số a
Ví dụ 2: Chuyển đổi số 940 sang hệ thập lục
Thực hiện: chia liên tiếp cho 16 rồi lấy phần dư
940 : 16 = 58 dư 12 = C
58 : 16 = 3 dư 10 = A
3 : 16 = 0 dư 3

Vậy: 94010 = 3AC16
19
Chuyển đổi từ cơ số a ? cơ số 10
Ví dụ 3: Chuyển đổi 11011012 ? hệ 10
11011012 =
= 1.26 + 1.25 + 0.24 + 1.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20
= 64 + 32 + 8 + 4 + 1 = 10910
Ví dụ 4: Chuyển đổi 2BD16 ? hệ 10
2BD16 = 2.162 + 11.161 + 13.160
= 512 + 176 + 13
= 70110
20
Chuyển đổi từ cơ số a ? cơ số b
Cách chuyển: a ? 10 ? b
Trường hợp riêng: 2 ? 16; 16 ? 2
21
Chuyển đổi từ cơ số a ? cơ số b
Ví dụ 5: chuyển 1C2E5F616 ? nhị phân:
1C2E5F16 = 1 1100 0010 1110 0101 1111 01102
Ví dụ 6: chuyển 110011110011111012 ? 16
1 1001 1110 0111 11012 = 19E7D16
22
Một số loại mã
Mã nhị phân: các số thập phân được biến đổi sang dạng ở hệ nhị phân
Mã BCD (Binary Coded Decimal): biểu diễn các chữ số thập phân từ 0 đến 9, dùng mã nhị phân.
Còn được gọi là mã 8-4-2-1
Mã thừa 3 (Excess-3): lấy mã BCD cộng 3 vào mỗi số mã.
Mã Gray: hai số kề nhau chỉ khác nhau 1 bit, khác theo thứ tự từ bit thấp đến bit cao.
Còn được gọi là mã vòng
23
Một số loại mã
24
Một số loại mã
25
Cơ sở đại số logic
Hàm logic
Là hàm mà cả tập xác định và tập giá trị là: {0, 1}
Ký hiệu: - Biến: A, B, C, ...
- Hàm: X, Y, Z.
Các hàm logic cơ bản
AND, OR, NOT
Các hàm logic thường dùng
XOR, ~, NAND, NOR
26
Hàm AND ("và")
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = A AND B
Y = A.B
Y = AB
Ký hiệu (cổng AND):


27
Hàm OR ("hoặc")
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = A OR B
Y = A + B

Ký hiệu (cổng OR):


28
Hàm NOT ("đảo")
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = NOT A
Y = A

Ký hiệu (cổng NOT):


29
Các hệ thức liên hệ
Mối quan hệ giữa biến và hằng:
A . 1 = (1); A . 0 = (2) ; A . A = (3)
A + 0 = (1`); A + 1 = (2`); A + A = (3`)

Các tính chất tương tự đại số thường:
A . B = B . A (4)
A + B = B + A (4`)
A . (B . C) = (A . B) . C (5)
A + (B + C) = (A + B) + C (5`)
A
A
0
1
0
1
30
Các hệ thức liên hệ
Các t/c tương tự đại số thường (tiếp):
A . (B + C) = A . B + A .C (6)
A + B . C = (6`)

Các tính chất chỉ có ở ĐS logic:
T/c đồng nhất: A . A = A (7); A + A = A (7`)
T/c hoàn nguyên: A = A (8)
Đ/lý De Morgan: A.B = A + B (9); A + B = A.B (9`)
(A + B) . (A + C)
31
Các hệ thức liên hệ
Một số hệ thức thường dùng (c/m):
A . B + A . B = A (10)
A + A . B = A (11) (phép nuốt)
A + A . B = A + B (12)
A . B + A . B = A . B + A . B (13)
A.B + A.C + B.C = A.B + A.C (14)
32
Hàm XOR
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = A XOR B
Y = A ? B
Y = A . B + A . B
Ký hiệu (cổng XOR):


33
Các tính chất của hàm XOR
Mối quan hệ giữa biến và hằng:
A ? 0 = (15) A ? 1 = (16)
A ? A = (17) A ? A = (18)

Các tính chất của đại số thường:
T/c giao hoán: A ? B = B ? A (19)
T/c kết hợp: A ? (B ? C) = (A ? B) ? C (20)
T/c phân phối: A . (B ? C) = A.B ? A.C (21)
A
0
1
34
Các tính chất của hàm XOR
Một số hệ thức khác (c/m):
A ? B = A ? B = A ? B (22)
A ? B = A ? B (23)
Nếu A ? B =C và A ? C = B thì B ? C = A (24)
35
Hàm TƯƠNG ĐƯƠNG (~)
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = A ~ B
Y = A ? B
Y = A.B + A.B
Ký hiệu (cổng ~):


36
Các tính chất của hàm ~
Mối quan hệ giữa biến và hằng:
A ~ 0 = (25) A ~ 1 = (26)
A ~ A = (27) A ~ A = (28)

Các tính chất của đại số thường:
T/c giao hoán: A ~ B = B ~ A (29)
T/c kết hợp: A ~ (B ~ C) = (A ~ B) ~ C (30)
T/c phân phối: A . (B ~ C) = A.B ~ A.C (31)
A
0
1
37
Các tính chất của hàm ~
Một số hệ thức khác (c/m):
A ~ B = A ~ B = A ~ B (32)
A ~ B = A ~ B (33)
Nếu A ~ B =C và A ~ C = B thì B ~ C = A (34)

Một số hệ thức liên hệ giữa ~ và XOR (c/m):
A ? B ? C = A ~ B ~ C (35)
A ? (B ~ C) = (A ? B) ~ C (36)
38
Hàm NAND (NOT-AND)
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = A NAND B
Y = A.B
Y = AB
Ký hiệu (cổng NAND):


39
Dùng NAND biểu diễn AND, OR, NOT
Biểu diễn NOT:

A
40
Dùng NAND biểu diễn AND, OR, NOT
Biểu diễn AND:

B
A
A.B
=
41
Dùng NAND biểu diễn AND, OR, NOT
Biểu diễn OR:
A + B = A + B = A . B
A
B

42
Hàm NOR (NOT-OR)
Bảng chân lý:
Phương trình:
Y = A NOR B
Y = A + B
Ký hiệu (cổng NOR):


Dùng NOR biểu diễn AND, OR, NOT (b/tập)
43
Thứ tự thực hiện
AND, OR, NOT, XOR, ~, NAND, NOR
NOT
NAND
NOR
AND
XOR
~
OR
44
Các phương pháp biễu diễn hàm logic
Dùng bảng chân lý
Dùng biểu thức đại số
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
Dùng sơ đồ logic
45
Dùng bảng chân lý
Tên gọi khác:
Bảng sự thật (bảng thật)
Bảng chức năng, . . .
Cách biểu diễn: Hàm n biến
Bảng có n+1 cột: n cột là giá trị của biến và 1 cột là giá trị của hàm.
Có 2n tổ hợp biến => Bảng có 2n hàng biểu diễn tổ hợp giá trị biến và giá trị tương ứng của hàm
46
Dùng bảng chân lý
Ví dụ:
47
Dùng bảng chân lý
48
Dùng biểu thức đại số
49
Dạng chuẩn tắc tuyển (CTT)
Khái niệm: Hàm bằng tổng (OR) của các tích (AND) của các biến, mỗi tích gồm đầy đủ n biến.
Cách biểu diễn:
B1: Chỉ quan tâm đến các tổ hợp biến làm cho hàm bằng 1.
B2: Trong các tổ hợp đó:
Nếu giá trị biến bằng 1 => viết nguyên biến
Nếu giá trị biến bằng 0 => viết đảo biến
B3: Hàm bằng tổng các tích nói trên
50
Ví dụ
Kiểu 1:


Kiểu 2:


Kiểu 3:
+
+
Y
=
A.B.C
N
=
,
,
m0
m1
m2
m3
m4
m5
m6
m7
Y
m1
m4
m6
=
+
+
,
N
=
m2
,
m7
Y = ? (1, 4, 6), N = 2, 7
0 0 1 1
1 0 0 1
1 1 0 1
0 1 0 x
1 1 1 x
51
Dạng chuẩn tắc hội (CTH)
Khái niệm: Hàm bằng tích (AND) của các tổng (OR) của các biến, mỗi tổng gồm đầy đủ n biến.
Cách biểu diễn:
B1: Chỉ quan tâm đến các tổ hợp biến làm cho hàm bằng 0.
B2: Trong các tổ hợp đó:
Nếu giá trị biến bằng 0 => viết nguyên biến
Nếu giá trị biến bằng 1 => viết đảo biến
B3: Hàm bằng tích các tổng nói trên
52
Ví dụ
Kiểu 1:


Kiểu 2:


Kiểu 3:
.
.
Y
=
N
=
,
,
M0
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
Y
M0
M5
M7
=
.
.
,
N
=
M1
,
M3
Y = ? (0, 5, 7), N = 1, 3
(A+B+C)
0 0 0 0
1 0 1 0
1 1 1 0
0 0 1 x
0 1 1 x
53
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
Khái niệm: Bảng Karnaugh là bảng có 2n ô để biểu diễn 2n tổ hợp biến của hàm.
Cách biểu diễn:
B1: Kẻ bảng có 2n ô (p hàng, q cột, p*q = 2n)
B2: Đầu các cột và các hàng được ghi giá trị của tổ hợp biến (không đầy đủ). Các giá trị đó được ghi theo mã Gray.
B3: Trong các ô ghi các giá trị của hàm tương ứng với giá trị của tổ hợp biến tại ô đó.
54
Ví dụ 1
Xét hàm bên:
Hàm có 3 biến => có 23 = 8 tổ hợp biến => Bảng Karnaugh có 8 ô => Bảng có dạng:
1 hàng x 8 cột
2 hàng x 4 cột
4 hàng x 2 cột
8 hàng x 1 cột
55
Ví dụ 1
A
BC
Dạng: 2 hàng x 4 cột
0
1
00
01
11
10
0
1
1
x
1
0
x
0
56
Ví dụ 1
Dạng: 4 hàng x 2 cột
AB
C
00
01
11
10
0
1
0
1
1
x
x
0
1
0
57
Ví d? 2
1
1
1
1
1
1
x
x
x
Bảng Karnaugh sẽ có 16 ô và 3 dạng:
2 hàng, 8 cột
4 hàng, 4 cột
8 hàng, 2 cột
58
Ví d? 2
1
1
1
1
1
1
x
x
x
Dạng: 4 hàng, 4 cột
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
x
x
x
59
Ví d? 2
1
1
1
1
1
1
x
x
x
Dạng: 8 hàng, 2 cột
ABC
D
000
001
011
010
110
111
101
100
0
1
1
1
1
1
1
1
x
x
x
60
Ví dụ 3
ABCD
Y =
+
+
+
+
N =
,
,
A
BCD
0
1
000
001
011
010
110
111
101
100
ABCD = 1111
1
1
1
1
1
x
x
x
61
Ví dụ 4
Y(A, B, C, D) = m1 + m2 + m4 + m8 + m9 + m11 ,
N = m3 , m10 , m14
m1 = 0001
m2 = 0010
m4 = 0100
m8 = 1000
m9 = 1001
m11 = 1011
m3 = 0011
m10 = 1010
m14 = 1110
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
x
x
x
62
Ví dụ 5
Y(A, B, C, D) = ?(2, 5, 6, 7, 13, 14), N = 1, 9, 12
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
x
x
x
2 = 0010
5 = 0101
6 = 0110
7 = 0111
13 = 1101
14 = 1110
1 = 0001
9 = 1001
12 = 1100
63
Ví dụ 6 (cách 1)
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
0
0
0
0
0
0
x
x
x
3 = 0011
5 = 0101
6 = 0110
8 = 1000
11 = 1011
12 = 1100
2 = 0010
7 = 0111
10 = 1010
13 = 1101
x
Y(A, B, C, D) = ?(3, 5, 6, 8, 11, 12), N = 2, 7, 10, 13
64
Ví dụ 6 (cách 2)
Y(A, B, C, D) = ?(3, 5, 6, 8, 11, 12), N = 2, 7, 10, 13
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
x
x
x
x
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
65
Ví dụ 7
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
66
Trường hợp hàm 5 biến
Hàm 5 biến => bảng Karnaugh có 25 = 32 ô
Cách 1:
AB
CDE
00
01
11
10
000
001
011
010
110
111
101
100
67
Trường hợp hàm 5 biến
Cách 2:
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
10
11
01
00
E = 0
E = 1
68
Nhận xét
69
Dùng sơ đồ logic
Nguyên tắc:
Dùng các ký hiệu của cổng logic đã học để biểu diễn hàm dưới dạng hình vẽ. Hình vẽ được thể hiện ở dạng mạch logic (không phải mạch điện tử)
Luyện tập: vẽ sơ đồ logic của các hàm:
70
Tối thiểu hóa hàm logic
Các phương pháp tối thiểu:
Biến đổi các biểu thức đại số
Bảng Karnaugh
Phương pháp Quine - Mc. Cluskey
. . .
71
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
Nguyên tắc gộp các SHNN:
Chỉ được gộp các ô chứa SHNN kề nhau
Số lượng các ô được gộp phải có dạng 2k
Khi gộp 2k ô lại với nhau thì rút gọn được k biến
72
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
Sai
Sai
Minh họa: Gộp 2 ô (SHNN): bỏ được 1 biến
73
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
1
1
C.D
Gộp 4 ô (SHNN): bỏ được 2 biến
74
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
1
1
Gộp 4 ô (SHNN): bỏ được 2 biến
75
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
1
C
1
1
1
1
1
1
1
Gộp 8 ô (SHNN): bỏ được 3 biến
76
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
Cách tối thiểu hàm:
B1: Biểu diễn hàm dùng bảng Karnaugh
B2: Gộp các SHNN kề nhau
B3: Hàm bằng tổng các số hạng đã được gộp
Chú ý:
Tất cả các SHNN đều phải được gộp
Vòng gộp phải là vòng lớn nhất có thể được
Trong mỗi vòng phải có ít nhất 1 SHNN của riêng nó
Nếu có lợi, có thể xem "x" (kxđ) như là SHNN.
Có thể có nhiều kq khác nhau nhưng đều đúng.
77
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
Tất cả các SHNN đều phải được gộp
Vòng gộp phải là vòng lớn nhất có thể
78
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
Mỗi vòng phải có ít nhất 1 SHNN của riêng nó
Nếu có lợi thì gộp cả "x"
79
Dùng bảng (bìa) Karnaugh
AB
CD
00
01
11
10
00
01
11
10
Có thể có nhiều kết quả khác nhau
80
Ví dụ 1
Tối thiểu hàm bên:
Y =
C
+
AB
+
81
Ví d? 2
Y =
ABD
+
+
+
82
Ví dụ 3
Y(A, B, C, D) = m0 + m2 + m3 + m5 + m6 + m11 + m12 ,
N = m8 , m10 , m14 , m15
Y =
+
+
+
+
+
AC
83
Ví dụ 4
Y(A, B, C, D) = ?(0,1,2,6,9,14,15), N = 3,4,8,10,11,13
Cách 1: Cách 2:
AC
Y =
+
+
AD
+
AD
Y =
+
+
+
84
Ví dụ 5
Y(A, B, C, D) = M4 . M8 . M13 , N = M0, M3, M5, M7, M11, M14
C
Y =
+
+
+
+
85
Ví dụ 6
Y(A, B, C, D) = ?(1, 2, 4, 7, 10, 12, 14), N = 9, 15
BCD
Y =
+
+
ABC
+
+
86
Ví dụ 7
A.B.D
Y =
+
87
Vi mạch
Khái niệm:
Vi mạch (IC: Integrated Circuit) là những linh kiện điện tử rất nhỏ bé nhưng phức tạp. Vi mạch hiện nay thường có nhiều chức năng và có thể sử dụng được trong các thiết bị điện tử khác nhau.
Phân loại vi mạch:
Theo bản chất của tín hiệu điện vào và ra
Theo mật độ tích hợp
Theo công nghệ chế tạo
88
Phân loại vi mạch
Theo bản chất của t/h điện vào, ra:

Nếu X, Y là tín hiệu tương tự: Vi mạch tương tự
Nếu X, Y là tín hiệu số: Vi mạch số
Nếu X là tín hiệu tương tự Y là tín hiệu số
Nếu X là tín hiệu số Y là tín hiệu tương tự
89
Phân loại vi mạch
Theo mật độ tích hợp:
SSI (Small Scale Integration)
MSI (Medium Scale Integration)
LSI (Large Scale Integration)
VLSI (Very Large Scale Integration)
90
Phân loại vi mạch
Theo công nghệ chế tạo:
Vi mạch nguyên khối (khối rắn): mạch được XD hoàn toàn trên một đơn vị tinh thể chất bán dẫn là Silic (Si). Sau đó chất bán dẫn được khuếch tán vào trong chất nền để tạo thành nhiều loại mặt ghép khác nhau. Từ đó có thể tạo thành diode, transistor, ...
Có hai loại: Đơn cực (MOS), Lưỡng cực
91
Phân loại vi mạch
Vi mạch màng mỏng/màng dày: Loại này được chế tạo bằng cách lắng đọng những vật liệu nhất định trên một đế cách điện (gốm, sứ, .). Phương pháp này có thể tạo ra các mạch có khả năng chịu đựng của các phần tử của nó tốt hơn mạch nguyên khối.
92
Phân loại vi mạch
Vi mạch lai: là sự kết hợp của hai loại vi mạch trên. Mạch lai có thể gồm nhiều tinh thể khối rắn ghép với nhau thành một khối. Do tận dụng được ưu điểm của hai loại mạch trên, vi mạch lai có ưu điểm hơn hẳn các loại mạch khác.
93
Các đặc tính của vi mạch số
Mức logic
Trễ truyền đạt
Công suất
Độ ổn định nhiễu
Khả năng mắc tải vào, ra
Giới hạn nhiệt độ
Đóng vỏ vi mạch
94
Các đặc tính của vi mạch số
Mức logic (logic levels): là giá trị điện áp vào, ra được quy định cho các số nhị phân 0 và 1. Trong thực tế, giá trị điện áp có thế biến đổi chút ít do khả năng của các phần tử trong mạch, do sự biến đổi của nguồn cung cấp, do nhiệt độ ,.
Ví dụ: quy đinh logic 0: 0 V ? 0.3 V
logic 1: 2.7V ? 3.2 V
95
Các đặc tính của vi mạch số
Trễ truyền đạt (propagation delay): là khoảng thời gian để đầu ra của mạch có đáp ứng đối với sự thay đổi mức logic của đầu vào.
Có hai loại trễ:
Khi đầu ra chuyển từ mức cao xuống mức thấp
Khi đầu ra chuyển từ mức thấp lên mức cao
96
Các đặc tính của vi mạch số
Công suất (power):
Công suất tiêu tán: là tiêu chuẩn để đánh giá lượng công suất tiêu thụ (tổn hao) trên các phần tử trong vi mạch.
Công suất điều khiển: là công suất của tín hiệu điều khiển ở đầu vào đảm bảo sự hoạt động đúng của mạch.
Hai loại công suất trên càng nhỏ càng tốt.
97
Các đặc tính của vi mạch số
Độ ổn định nhiễu (noise immunity): là tiêu chuẩn đánh giá độ nhạy của mạch logic đối với xung nhiễu trên đầu vào của mạch. Khả năng lọc nhiễu của mạch gọi là tính chống nhiễu mà giá trị định lượng được gọi là lề nhiễu.
98
Các đặc tính của vi mạch số
Khả năng mắc tải vào, ra (fan in, fan out):
Hệ số tải đầu ra: là số tải có thể nối với đầu ra của mạch mà vẫn đảm bảo mạch hoạt động tin cậy. Tất nhiên số lượng tải có thể nối vào mạch logic là có hạn
Hệ số tải đầu vào: tương tự như trên, là số đầu vào cực đại mà vẫn đảm bảo mạch làm việc tin cậy.
99
Các đặc tính của vi mạch số
Giới hạn nhiệt độ:
Là dải nhiệt độ mà vi mạch có thể hoạt động tin cậy. Hầu hết các vi mạch đều được tính toán để có thể hoạt động trong dải nhiệt độ rộng, thường là từ -550C ? 1250C, tuy nhiên, cũng có loại có dải bé hơn, như từ 00C ? 700C
100
Các đặc tính của vi mạch số
Đóng vỏ vi mạch:
Phương pháp T05
Dạng hộp (Flat Pack)
Dạng hai hàng chân song song (Dual In-line Package: DIP)
101
Điện tử số
Hết chương 1