Bài giảng môn Kỹ thuật số

1
NỘI DUNG MÔN ĐT TRONG CNTT (KỸ THUẬT SỐ)
NỘI DUNG MÔN ĐT TRONG CNTT (KỸ THUẬT SỐ)

Thời gian:
–
Lý Thuyết: 45 tiết (3 TC) Thực hành 30 tiết

Điểm số:
–
Các bài TH phải hoàn thành hết 20%
–
Điểm đồ án môn học, có thuyết trình theo nhóm: 20%
–
Điểm chuyên cần 5%
–
Điểm thi giữa ký 15
–
Điểm thi cuối kỳ: 40%
NỘI DUNG

1 . Ôn tập linh kiện điện tử và linh kiện điện tử.

2. Các mạch logic căn bản AND, OR, NOT, XOR

3. Các mạch mã hóa và giải mã (Mạch Logic không nhớ)

4.Các mạch logic có nhớ.
–
Mạch FLIP – FLOP (Triger, Chốt)
–

Các thanh ghi dịch.
–
Các bộ số học.
–
Các mạch điện tử ứng dụng.
5. Các mạch logic Tổ hợp
2
Phân loại
Phân loại
Các họ vi mạch số
Các họ vi mạch số

Các họ mạch logic đơn cực

Các họ mạch logic lưỡng cực

Các đặc trưng của các vi mạch số

Các ứng dụng mạch số

Khái niệm
họ vi mạch số
họ vi mạch số (họ các phần tử Logic)
họ mạch logic lưỡng cực
họ mạch logic lưỡng cực
-
RTL (resistor – transistor logic)
-
DTL (diode-transistor logic)
-

TTL (transistor-transistor logic)
họ mạch logic đơn cực
họ mạch logic đơn cực
-
PMOS
-
NMOS
-
CMOS
3
Các đặc trưng cơ bản của IC
Các đặc trưng cơ bản của IC
–
Tốc độ hoạt động: phụ thuộc
vào thời gian trì hoãn truyền tải:
–
Hàm chức năng mà mạch phải thực hiện
–
Fan in, Fan out
–
Thời gian trễ trung bình
–
Tần số hoạt động lớn nhất cho phép
–
Khả năng chống nhiễu
–
Công suất tiêu thụ
–
Các yêu cầu về nguồn điện
–

Miền nhiệt độ họat động: 0-700C cho các ứng dụng tiêu dùng và công
nghiệp, từ 550C – 1250C cho các mục đích quân sự
2
pLHpHL
delay
tt
t
+
=
input
output
4
Các đặc trưng cơ bản của IC (tt)
Các đặc trưng cơ bản của IC (tt)
Các tham số dòng và áp
Các tham số dòng và áp
:
:

V
IH
(điện áp tối thiểu mà cổng có thể nhận biết mức 1)

V
IL
(điện áp tối đa mà cổng có thể nhận biết mức 0)

V
OH
(điện áp tối thiểu tại đầu ra tương ứng mức 1)


V
OL
(điện áp tối đa tại đầu ra tương ứng mức 0)

I
IH
(dòng tối thiểu được cung cấp tương ứng với mức 1)

I
IL
(dòng tối đa được cung cấp tương ứng với mức 0)

I
OH
(dòng cực đại mà ngõ ra cung cấp tương ứng với mức 1)

I
OL
(dòng cực tiểu mà ngõ ra cung cấp tương ứng với mức 0)
5
Các đặc trưng cơ bản của IC (tt)
Các đặc trưng cơ bản của IC (tt)

Nhiễu
6
Diode
Diode

Diode dẫn điện theo một hướng


Đặc trưng của Diode là điện áp ngưỡng V
t

Khi V
D
>V
t
thì sẽ có dòng điện I
D
I
D
+ V
D
–
Anode
Cathode
7
Transistor lưỡng cực
Transistor lưỡng cực

Transistor lưỡng cực (Bipolar
transistor) ~ transistor lưỡng cực
nối - BJT( Bipolar junction
transistor) có hai loại:
–
NPN
–
PNP


Các cực:
–
Cực nền (Base)
–
Cực phát (Emitter)
–
Cực thu (Collector)

Hoạt động chuyển mạch BJT được
điều khiển bởi: V
BE
, V
BC
, I
B
B
E
C
B
E
C
Các ký hiệu của PJT
a) NPN
b) PNP
8
Họ RTL (resistor – transistor logic)
Họ RTL (resistor – transistor logic)

Là loại vi mạch đều tiên


Nhược điểm:
–
Cần có các điện trở lớn, độ chính xác và tính ổn định cao
–
Tốc độ hoạt động của mạch thấp
Ví dụ, một cổng NOR RTL
9
HỌ DTL (DIODE-TRANSISTOR LOGIC)
HỌ DTL (DIODE-TRANSISTOR LOGIC)

Ví dụ, cổng NAND DTL
10
H
H
ọ
ọ
TTL (transistor-transistor logic)
TTL (transistor-transistor logic)

Các loại RTL và DTL sớm bị thay thế bởi TTL
11
CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌ TTL CHUẨN
CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌ TTL CHUẨN

Loạt IC TTL chuẩn đầu tiên gọi là seri 54/74

Khoảng nhiệt độ và điện thế nguồn
–
Seri 74 : 4.75  5.25 ; 0
0

C  70
0
C
–
Seri 54 : 4.5  5.5 ; -55
0
C  125
0
C

Mức điện thế của seri 74

Công suất tiêu hao bình quân một cổng khoảng 10mW

t
pLH
=11ns ; t
pHL
=7ns ; t
delay
= 9ns

Đầu ra TTL chuẩn có thể kích thích 10 đầu vào TTL chuẩn
12
H
H
ọ
ọ
TTL
TTL

cải tiến (Schottky TTL)
cải tiến (Schottky TTL)

Thay transistor lưỡng cực bằng transistor lưỡng cực bị kẹp
sckottky

Diode Schottky có V
t
thấp hơn loại thường
B
E
C
B
E
C
13
Các tính chất của IC TTL
Các tính chất của IC TTL
14
HỌ TTL BA TRẠNG THÁI (TRISTATE)
HỌ TTL BA TRẠNG THÁI (TRISTATE)
15
MẠCH LOGIC MOS
MẠCH LOGIC MOS

MOS (Metal – Oxide Semiconductor)

Transistor MOS hiệu ứng trường (MOSFET – MOS Field-
Effect Transistor)


Các loại MOSFET:
–
NMOS tăng cường, NMOS suy biến
–
PMOS tăng cường , PMOS suy biến

Ký hiệu Ehancement-Mode NMOS:
G
D
S
B