28. Основные характеристики интегральных цифровых схем.

Известно, что любую сложную логическую функцию можно реализовать, используя только три типа ЛЭ: И, ИЛИ и НЕ. В современных цифровых интегральных схемах (ЦИС) на базе указанных трех типов элементов реализуются более сложные логические функции.

Современные ЛЭ и более сложные устройства на их основе выполняются в виде ЦИС с различной степенью интеграции. При этом под ЦИС понимают микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки цифровых сигналов и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов на полупроводниковом кристалле.

ЦИС как функциональные устройства и элементы электрической цепи характеризуются совокупностью параметров и характеристик, которые условно можно разбить на следующие группы:

- функциональные;

- динамические;

- электрические;

- эксплуатационные;

- технико-экономические.

Функциональные параметры. К основным функциональным параметрам относятся:

1. Реализуемая логическая функция (например, 2И-НЕ , 8ИЛИ-НЕ).

2. Коэффициент разветвления по выходу Kраз, определяющийнагрузочную способность ЛЭ и показывающий, сколько входов элементов этой же серии может быть одновременно подключено к выходу ( Kраз можетсоставлять от 10 до 100).

3. Коэффициент объединения по входу Kоб , характеризующий максимально допустимое число входов ЦИС, с помощью которых реализуется логическая функция ( Kоб обычно равен 2 - 16).

4. Тип выхода ЛЭ: обычный, с повышенной нагрузочной способностью, с открытым коллектором (ОК), с тремя выходными состояниями.

Динамические параметры. Динамические параметры характеризуют быстродействие ЛЭ и определяются по времени задержки распространения сигналов с использованием временных диаграмм входных и выходных (рис. 1. 1).

К динамическим параметрам относятся:

1. Время задержки при включении.

2. Время задержки при выключении.

3. Среднее время задержки распространения.

Технико-экономические параметры.

К основным технико-экономическим параметрам ЦИС относятся:

1. Стоимость.

2. Степень интеграции, характеризующая число транзисторов и других компонентов N на кристалле.

3. Функциональная сложность, характеризующая число условных логических преобразований, выполняемых ЦИС.