Полупроводниковая схемотехника (5000,00 руб.)

Стр.5

Стр.9

Стр.10

Стр.11

Стр.12

Стр.13

Стр.14

Стр.15

Стр.16

Стр.17

УДК 621.382 ББК 32.852 T45 T45 Титце, Ульрих. Полупроводниковая схемотехника. Т. I / У. Титце, К. Шенк ; пер. с нем. Г. С. Карабашева. — 13-е изд., эл. — 1 файл pdf : 829 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-547-3 Книга Ульриха Титце и Кристофа Шенка «Полупроводниковая схемотехника» представляет собой фундаментальный труд, объединяющий принципы устройства полупроводниковых элементов (диоды, биполярные и полевые транзисторы, интегральные микросхемы) и основы создания из этих элементов различных функциональных узлов аналоговой техники (усилители, модуляторы, фильтры, радиоприемники) и цифровой (спусковые схемы, счетчики, регистры, шифраторы и дешифраторы, устройства памяти и т.д.). Книга разбита на два тома: первый посвящен основам схемотехники, второй — применениям функциональных узлов при создании более сложных устройств. При изложении материала широко используются эквивалентные схемы как полупроводниковых элементов, так и функциональных узлов, соответствующие их работе в области постоянного и переменного тока. Особое внимание уделено также переходным процессам цифровых схем. Описание каждого элемента или схемы сопровождается необходимым количеством достаточно элементарных формул, служащих для их инженерного расчета. Энциклопедическая полнота, обилие самых разных схем и доступное математическое обоснование делают книгу полезной широкому кругу читателей: радиолюбителям, инженерам радиотехники и электроники и научным работникам. УДК 621.382 ББК 32.852 Электронное издание на основе печатного издания: Полупроводниковая схемотехника. Т. I / У. Титце, К. Шенк ; пер. с нем. Г. С. Карабашева. — 12-е изд. — Москва : ДМК Пресс, 2015. — 828 с. — ISBN 978-5-97060-136-5. — Текст : непосредственный. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. Все торговые знаки, упомянутые в настоящем издании, зарегистрированы. Случайное неправильное использование или пропуск торгового знака или названия его законного владельца не должно рассматриваться как нарушение прав собственности. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-547-3 © SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 2002 SpringerVerlag is a company in the BertelsmannSpringer publishing group. All Rights Reserved. © Перевод на русский язык, оформление, ДМК Пресс, 2015

Стр.5

Содержание 1. Диоды 17 1.1 Свойства диодов ...................................................................................................................... 18 1.1.1 Характеристики ......................................................................................................... 18 1.1.2 Описание диода с помощью уравнений............................................................. 19 1.1.3 Режим переключения ............................................................................................... 22 Режим переключения при омической нагрузке.......................................... 22 Режим переключения при омическоиндуктивной нагрузке ................ 24 1.1.4 Режим малых сигналов ............................................................................................ 25 1.1.5 Предельные параметры и токи запирания ........................................................ 25 Предельные напряжения .................................................................................... 25 Предельные токи ................................................................................................... 26 Ток запирания......................................................................................................... 26 Максимальная мощность рассеяния .............................................................. 26 1.1.6 Тепловые свойства .................................................................................................... 27 1.1.7 Температурная зависимость параметров диодов ........................................... 27 1.2 Устройство диода .................................................................................................................... 28 1.2.1 Дискретные диоды .................................................................................................... 28 Внутренняя структура ......................................................................................... 29 Корпус ....................................................................................................................... 29 1.2.2 Интегральные диоды ................................................................................................ 30 Внутренняя структура ......................................................................................... 30 Диодподложка ....................................................................................................... 30 Интегральный диод с pn переходом и диод Шоттки............................... 30 1.3 Модель диода ............................................................................................................................ 31 1.3.1 Статический режим .................................................................................................. 31 Диапазон средних значений прямых токов .................................................. 31 Дополнительные эффекты ................................................................................. 32 Эффект сильного тока ......................................................................................... 32 Ток утечки ................................................................................................................ 32 Пробой ....................................................................................................................... 33 Прямое сопротивление ........................................................................................ 34 1.3.2 Динамическая характеристика ............................................................................. 34 Барьерная емкость ................................................................................................ 35 Диффузионная емкость ...................................................................................... 36 Полная модель диода ........................................................................................... 36 1.3.3 Модель диода в режиме малых сигналов .......................................................... 38 Статическая модель режима малых сигналов ............................................. 38 Динамическая модель диода в режиме малых сигналов.......................... 40 1.4 Специальные диоды и их применение ............................................................................. 40 1.4.1 Стабилитроны ............................................................................................................. 41 1.4.2 pinдиод ......................................................................................................................... 44 1.4.3 Варикапы ...................................................................................................................... 45 1.4.4 Мостовые выпрямители .......................................................................................... 48 1.4.5 Смесители .................................................................................................................... 49 Литература ........................................................................................................................................... 51

Стр.9

Содержание 2. Биполярные транзисторы 52 2.1 Свойства биполярных транзисторов ................................................................................ 53 2.1.1 Характеристики транзисторов .............................................................................. 53 2.1.2 Описание транзистора с помощью уравнений ................................................ 55 2.1.3 Зависимость усиления по току ............................................................................. 56 2.1.4 Рабочая точка и характеристики транзистора в режиме малых сигналов ...................................................................................................................................... 58 Уравнения и параметры режима малых сигналов ..................................... 60 Эквивалентная схема режима малых сигналов .......................................... 62 Матрицы, описывающие четырехполюсники ............................................. 63 Границы применимости концепции режима малых сигналов .............. 64 2.1.5 Предельные параметры и обратные токи .......................................................... 64 Пробивные напряжения ...................................................................................... 65 Пробой второго рода ............................................................................................ 66 Предельные токи ................................................................................................... 66 Токи отсечки ........................................................................................................... 66 Максимальная рассеиваемая мощность ........................................................ 67 Допустимый рабочий диапазон ........................................................................ 67 2.1.6 Тепловые свойства транзисторов ........................................................................ 69 Тепловые характеристики в статическом режиме ..................................... 71 Тепловые характеристики в импульсном режиме ..................................... 71 2.1.7 Температурная зависимость параметров транзистора ................................. 73 2.2 Устройство биполярного транзистора ............................................................................. 74 2.2.1 Дискретные транзисторы ........................................................................................ 74 2.2.2 Интегральные транзисторы ................................................................................... 76 2.3 Модели биполярных транзисторов ................................................................................... 78 2.3.1 Статические свойства .............................................................................................. 78 Модель Эберса–Молла ........................................................................................ 78 Транспортная модель ........................................................................................... 81 Дополнительные эффекты ................................................................................. 82 Усиление по току в нормальном режиме ...................................................... 85 Диодыподложки ................................................................................................... 87 Объемные сопротивления .................................................................................. 87 2.3.2 Динамические характеристики ............................................................................ 89 Барьерные емкости ............................................................................................... 89 Диффузионные емкости ..................................................................................... 91 Модель Гуммеля–Пуна ....................................................................................... 93 2.3.3 Модель транзистора для режима малых сигналов ......................................... 96 Статическая модель транзистора для режима малых сигналов ............ 96 Динамическая модель транзистора для режима малых сигналов ........ 98 Граничные частоты в режиме малых сигналов ......................................... 100 Сводка параметров для режима малых сигналов ..................................... 104 9 2.3.4 Шумы ........................................................................................................................... 105 Спектральная плотность шумов..................................................................... 105 Источники шумов биполярного транзистора ........................................... 107 Эквивалентные источники шумов ................................................................ 108 Эквивалентный источник шума и коэффициент шума ......................... 109 Коэффициент шума биполярного транзистора ........................................ 111 Определение объемного сопротивления базы .......................................... 118 2.4 Типовые схемы ....................................................................................................................... 118 2.4.1 Схема с общим эмиттером .................................................................................... 119

Стр.10

10 Полупроводниковая схемотехника Передаточная характеристика схемы с общим эмиттером ................... 120 Характеристики режима малых сигналов схемы с общим эмиттером .. 122 Отрицательная обратная связь по току в схеме с общим эмиттером ..... 125 Схема с общим эмиттером и ООС по напряжению ................................ 131 Частотная характеристика и верхняя граничная частота ..................... 147 Заключение ............................................................................................................ 154 2.4.2 Схема усилителя с общим коллектором .......................................................... 156 Передаточная характеристика схемы с общим коллектором .............. 156 Характеристики схемы с общим коллектором в режиме малых сигналов .................................................................................................................. 159 Установка рабочей точки .................................................................................. 163 Частотная характеристика и верхняя граничная частота ..................... 165 Преобразование импеданса посредством схемы с общим коллектором .......................................................................................................... 172 2.4.3 Схема с общей базой ............................................................................................... 173 Передаточная характеристика схемы с общей базой .............................. 174 Режим малых сигналов схемы с общей базой ........................................... 177 Установка рабочей точки .................................................................................. 180 Частотная характеристика и верхняя граничная частота ..................... 182 2.4.4 Схема Дарлингтона ................................................................................................. 186 Характеристики транзистора Дарлингтона ............................................... 187 Описание с помощью уравнений ................................................................... 189 Зависимость усиления по току от тока коллектора ................................ 189 Параметры режима малых сигналов ............................................................. 191 Режим коммутации ............................................................................................. 193 196 Литература ......................................................................................................................................... 194 3. Полевые транзисторы 3.1 Свойства полевых транзисторов ...................................................................................... 199 3.1.1 Характеристики ....................................................................................................... 199 3.1.2 Описание транзистора с помощью уравнений .............................................. 202 3.1.3 Полевой транзистор в качестве управляемого резистора ......................... 207 3.1.4 Рабочая точка и режим малых сигналов ......................................................... 209 Рабочая точка ........................................................................................................ 209 Уравнения и параметры режима малых сигналов ................................... 210 Эквивалентная схема полевого транзистора для режима малых сигналов .................................................................................................................. 212 Матрицы, описывающие четырехполюсники ........................................... 212 Границы применимости концепции малых сигналов ............................ 213 3.1.5 Граничные параметры и обратные токи .......................................................... 213 Напряжения пробоя ........................................................................................... 214 Граничные токи .................................................................................................... 215 Обратные токи ...................................................................................................... 216 Максимальная мощность рассеяния ............................................................ 216 Область устойчивой работы ............................................................................ 217 3.1.6 Тепловые свойства .................................................................................................. 218 3.1.7 Температурная зависимость параметров полевых транзисторов ........... 218 МОП транзистор ................................................................................................. 218 Полевой транзистор с управляющим p-n переходом.............................. 220 3.2 Устройство полевого транзистора ................................................................................... 221 3.2.1 Интегральные МОП транзисторы ..................................................................... 221 3.2.2 Дискретные МОП транзисторы ......................................................................... 223

Стр.11

Содержание 11 3.2.3 Полевые транзисторы с управляющим pn переходом .............................. 226 3.2.4 Корпус ......................................................................................................................... 227 3.3 Модели полевых транзисторов ......................................................................................... 227 3.3.1 Статические свойства ............................................................................................ 227 Модель МОП транзистора Уровня 1 ............................................................ 228 Объемные сопротивления ................................................................................ 233 Вертикальные мощные МОП транзисторы ............................................... 234 Полевые транзисторы с управляющим pn переходом .......................... 236 3.3.2 Динамический режим ............................................................................................ 237 Модель МОП транзистора Уровня 1 ............................................................ 241 Модель полевого транзистора с управляющим pn переходом ........... 246 3.3.3 Модель МОП транзистора для режима малых сигналов .......................... 247 Статическая модель МОП транзистора для режима малых сигналов в области насыщения ...................................................................... 247 Динамическая модель МОП транзистора для режима малых сигналов в области насыщения ...................................................................... 249 Граничные частоты при режиме малых сигналов .................................... 251 Сводный перечень параметров МОП транзистора для малых сигналов .................................................................................................................. 253 3.3.4 Шумы ........................................................................................................................... 256 Источники шумов полевого транзистора ................................................... 256 Эквивалентные источники шумов ................................................................ 257 Коэффициент шума полевого транзистора ................................................ 258 Упрощенное описание ....................................................................................... 261 Сопоставление коэффициентов шума полевых и биполярных транзисторов ......................................................................................................... 262 3.4 Типовые схемы ....................................................................................................................... 262 3.4.1 Схема с общим истоком ........................................................................................ 263 Передаточные характеристики схемы с общим истоком ...................... 264 Режим схемы с общим истоком для малых сигналов ............................. 265 Схема с общим истоком и отрицательной обратной связью по току ..... 268 Схема с общим истоком и обратной связью по напряжению .............. 272 Установка рабочей точки .................................................................................. 277 Частотная зависимость и граничная частота ............................................. 279 Заключение ............................................................................................................ 285 3.4.2 Схема с общим стоком ........................................................................................... 286 Передаточная характеристика схемы с общим стоком .......................... 286 Режим малых сигналов схемы с общим стоком........................................ 288 Установка рабочей точки .................................................................................. 290 Частотная зависимость и граничная частота ............................................. 291 3.4.3 Схема с общим затвором ....................................................................................... 296 Передаточная характеристика схемы с общим затвором ...................... 297 Режим малых сигналов схемы с общим затвором ................................... 299 Установка рабочей точки .................................................................................. 301 Частотная характеристика и граничная частота ...................................... 301 4. Усилители Литература ......................................................................................................................................... 304 305 4.1 Схемы ........................................................................................................................................ 308 4.1.1 Источники тока и токовое зеркало .................................................................... 314 Принцип действия токового зеркала ............................................................ 314 Простые источники тока для схем на дискретных элементах ............. 318

Стр.12

12 Полупроводниковая схемотехника Простые схемы токового зеркала .................................................................. 319 Токовое зеркало на основе каскодной схемы ............................................ 332 Каскодное токовое зеркало .............................................................................. 335 Токовое зеркало Вильсона ............................................................................... 342 Динамический режим ........................................................................................ 344 Токовые зеркала и источники тока других типов .................................... 345 4.1.2 Каскодная схема ....................................................................................................... 353 Режим малых сигналов каскодной схемы .................................................. 355 Частотная зависимость усиления и граничная частота каскодной схемы ........................................................................................................................ 358 4.1.3 Дифференциальный усилитель .......................................................................... 368 Передаточная характеристика n-p-n дифференциального усилителя ............................................................................................................... 372 Дифференциальный усилитель с активной нагрузкой .......................... 383 Напряжение смещения нуля дифференциального усилителя ............ 385 Дифференциальный усилитель в режиме малых сигналов ................. 387 Установка рабочей точки .................................................................................. 406 Частотная характеристика и граничные частоты дифференциального усилителя ...................................................................... 415 Краткие выводы ................................................................................................... 432 4.1.4 Преобразователь полного сопротивления ...................................................... 433 Однокаскадный преобразователь полного сопротивления .................. 433 Многокаскадные преобразователи полного сопротивления ............... 434 Комплементарный преобразователь полного сопротивления ............ 438 4.1.5 Схемы для установки рабочей точки ................................................................ 444 Источник опорного тока, использующий напряжение UBE ............... 445 Источник опорного тока, пропорционального температуре ................ 450 Температурно-независимые источники опорного тока ......................... 455 Источники опорного тока на МОП схемах ................................................ 456 Источники тока с насыщением ...................................................................... 457 Установка рабочей точки в интегральных схемах усилителей ........... 458 4.2 Свойства и параметры усилителя.................................................................................... 459 4.2.1 Характеристики усилителя .................................................................................. 460 4.2.2 Малосигнальные параметры ................................................................................ 463 Рабочая точка ........................................................................................................ 463 Малосигнальные переменные ......................................................................... 464 Линеаризация ....................................................................................................... 464 Малосигнальные параметры ........................................................................... 464 Малосигнальная эквивалентная схема усилителя .................................. 465 Усилители с обратной связью ......................................................................... 468 Расчет малосигнальных параметров с помощью малосигнальной эквивалентной схемы ......................................................................................... 470 Последовательное включение усилителей ................................................. 473 4.2.3 Нелинейные параметры ........................................................................................ 478 Разложение передаточной характеристики в ряд в рабочей точке .... 479 Выходной сигнал при синусоидальном входном сигнале .................... 480 Коэффициент нелинейных искажений ....................................................... 483 Точка сжатия ......................................................................................................... 486 Интермодуляция и точки перехвата ............................................................. 486 Последовательное включение усилителей ................................................. 491 4.2.4 Шумы ........................................................................................................................... 495

Стр.13

Содержание 13 Источник и плотность шумов усилителя ................................................... 495 Эквивалентный источник шумов и коэффициент шума ...................... 496 Оптимальный коэффициент шума и оптимальное внутреннее сопротивление источника ........................... 500 Коэффициент шума последовательной цепочки усилителей ............. 503 Оптимизация коэффициента шума .............................................................. 507 Эквивалентные источники шума типовых схем ...................................... 516 Средний коэффициент шума и отношение сигналшум ....................... 536 Литература ......................................................................................................................................... 540 5. Операционные усилители 541 5.1 Общие сведения ..................................................................................................................... 541 5.1.1 Типы операционных усилителей ....................................................................... 543 5.1.2 Принцип обратной связи ...................................................................................... 546 Неинвертирующий усилитель ........................................................................ 547 Инвертирующий усилитель ............................................................................ 549 5.2 Стандартные операционные усилители ........................................................................ 551 5.2.1 Принцип действия .................................................................................................. 552 5.2.2 Универсальный усилитель ................................................................................... 554 5.2.3 Напряжения питания ............................................................................................. 557 5.2.4 Усилитель с одним источником питания ....................................................... 558 Инверсия фазы ..................................................................................................... 559 5.2.5 Усилитель с размахом, равным напряжению питания .............................. 561 5.2.6 Широкополосные операционные усилители ................................................ 565 5.2.7 Коррекция частотной характеристики ............................................................ 571 Основные положения ........................................................................................ 571 Универсальная коррекция частотной характеристики .......................... 574 Расщепление полюсов ....................................................................................... 575 Согласованная коррекция частотной характеристики .......................... 577 Скорость нарастания выходного напряжения .......................................... 577 Емкостная нагрузка ............................................................................................ 581 Внутренняя коррекция нагрузки ................................................................... 584 Двухполюсная коррекция частотной характеристики ........................... 585 5.2.8 Параметры операционных усилителей ............................................................ 586 Усиление разностного и синфазного сигналов ......................................... 589 Входное напряжение смещения нуля ........................................................... 592 Входные токи ........................................................................................................ 594 Входные сопротивления ................................................................................... 596 Выходное сопротивление ................................................................................. 598 Примеры статических погрешностей ........................................................... 599 Ширина полосы пропускания ........................................................................ 601 Шумы....................................................................................................................... 603 5.3 Усилитель крутизны ............................................................................................................ 606 5.3.1 Внутреннее устройство .......................................................................................... 607 5.3.2 Типовые применения ............................................................................................. 610 5.4 Усилитель полного сопротивления ................................................................................ 611 5.4.1 Внутреннее устройство .......................................................................................... 611 5.4.2 Частотные характеристики .................................................................................. 615 5.4.3 Типовые применения ............................................................................................. 618 5.5 Усилитель тока ....................................................................................................................... 619 5.5.1 Внутреннее устройство .......................................................................................... 620

Стр.14

14 Полупроводниковая схемотехника 5.5.2 Типовые применения ............................................................................................. 622 Использование схем с обратной связью по току ...................................... 622 Использование обратной связи по напряжению ...................................... 630 5.6 Сопоставления ....................................................................................................................... 633 5.6.1 Практические применения ................................................................................... 639 5.6.2 Разновидности операционных усилителей .................................................... 642 Классификация .................................................................................................... 657 660 6.1 Транзистор как элемент цифровой схемы .................................................................... 660 Динамические свойства .................................................................................... 662 6.2 Релаксационные схемы с насыщенными транзисторами ....................................... 663 6.2.1 Бистабильные релаксационные схемы ............................................................ 664 Триггер .................................................................................................................... 664 Триггер Шмитта................................................................................................... 666 6.2.2 Моностабильные релаксационные схемы ...................................................... 667 6.2.3 Астабильная релаксационная схема ................................................................. 668 6.3 Релаксационные схемы на транзисторах с эмиттерной связью ............................ 669 6.3.1 Триггер Шмитта с эмиттерной связью ............................................................ 669 6.3.2 Мультивибратор с эмиттерной связью ............................................................ 670 6.4 Релаксационные схемы на логических элементах ..................................................... 671 6.4.1 Триггеры ..................................................................................................................... 672 6.4.2 Одновибратор ........................................................................................................... 672 6.4.3 Мультивибратор ...................................................................................................... 673 6.5.2 Триггер Шмитта ....................................................................................................... 677 Инвертирующий триггер Шмитта ................................................................ 677 Неинвертирующий триггер Шмитта ............................................................ 678 Прецизионный триггер Шмитта .................................................................... 680 6.5.3 Мультивибраторы ................................................................................................... 680 Мультивибратор с прецизионным триггером Шмитта ......................... 682 6.5.4 Одновибраторы ........................................................................................................ 683 Одновибратор с послезапуском ..................................................................... 684 Литература ......................................................................................................................................... 685 7. Основы цифровой техники 686 7.1 Основные логические функции ....................................................................................... 686 7.2 Составление логических функций .................................................................................. 689 7.2.1 Таблица Карно .......................................................................................................... 691 7.3 Основные производные функции ................................................................................... 693 7.4 Схемотехническая реализация основных логических функций .......................... 694 7.4.1 Резисторнотранзисторная логика .................................................................... 696 7.4.2 Диоднотранзисторная логика ............................................................................ 697 7.4.3 Медленнодействующая помехоустойчивая логика ..................................... 697 7.4.4 Транзисторнотранзисторная логика ............................................................... 698 Выходы с открытым коллектором ................................................................. 699 Трехстабильные выходы ................................................................................... 701 7.4.5 Эмиттерносвязанная логика .............................................................................. 702 Функция «монтажное» ИЛИ .......................................................................... 705 Литература ......................................................................................................................................... 659 6. Релаксационные схемы 6.5 Релаксационные схемы на компараторах ..................................................................... 675 6.5.1 Компараторы ............................................................................................................. 675 Двухпороговый компаратор ............................................................................ 677

Стр.15

Содержание 15 7.4.6 Комплементарная МОП логика ......................................................................... 706 Меры предосторожности при работе с КМОП схемами ....................... 708 Логические КМОП элементы ......................................................................... 709 Логический ключ ................................................................................................. 709 7.4.7 nканальная МОП логика ..................................................................................... 710 7.4.8 Заключительный обзор ......................................................................................... 711 7.5 Межсоединения ..................................................................................................................... 713 Литература ......................................................................................................................................... 715 8. Комбинационные логические схемы 716 8.1 Представление чисел ............................................................................................................ 718 8.1.1 Положительные целые числа в двоичном коде ............................................. 718 Восьмеричный код .............................................................................................. 718 Шестнадцатеричный код .................................................................................. 718 8.1.2 Положительные целые числа в двоичнодесятичном коде ....................... 719 8.1.3 Целые двоичные числа с произвольным знаком .......................................... 719 Представление модуля и знака ....................................................................... 719 Представление с поразрядным дополнением до двух ............................ 720 Расширение знакового разряда ...................................................................... 721 Смещенный двоичный код ............................................................................... 722 8.1.4 Двоичные числа с фиксированной запятой ................................................... 722 8.1.5 Двоичные числа с плавающей запятой ............................................................ 723 8.2 Мультиплексор ...................................................................................................................... 726 8.2.1 Дешифратор «один из n» ...................................................................................... 726 8.2.2 Демультиплексор ..................................................................................................... 727 8.2.3 Мультиплексоры ..................................................................................................... 728 8.3 Приоритетный дешифратор .............................................................................................. 729 8.4 Регистры сдвига ..................................................................................................................... 730 8.5 Компараторы ........................................................................................................................... 732 8.6 Сумматоры ............................................................................................................................... 734 8.6.1 Полусумматоры ....................................................................................................... 734 8.6.2 Полный сумматор .................................................................................................... 735 8.6.3 Логика параллельного переноса ......................................................................... 736 8.6.4 Вычитание .................................................................................................................. 738 8.6.5 Переполнение при сложении чисел в дополнительном коде ................... 739 8.6.6 Сложение и вычитание чисел с плавающей запятой .................................. 740 8.7 Умножители ............................................................................................................................ 740 8.7.1 Умножение чисел с фиксированной запятой ................................................ 740 8.7.2 Умножение чисел с плавающей запятой ......................................................... 743 Литература ......................................................................................................................................... 743 9. Переключающие схемы 744 9.1 Интегральные триггеры ...................................................................................................... 744 9.1.1 Статические триггеры ............................................................................................ 744 Синхронный RSтриггер ................................................................................... 745 Синхронный Dтриггер ..................................................................................... 746 9.1.2 Триггеры с вреЏменным запоминанием ......................................................... 746 Триггеры, срабатывающие по двум фронтам импульса ........................ 747 Триггеры, срабатывающие по одному фронту импульса ...................... 749 9.2 Двоичные счетчики............................................................................................................... 752 9.2.1 Асинхронный двоичный счетчик ....................................................................... 753 9.2.2 Синхронный двоичный счетчик ......................................................................... 754

Стр.16

16 Полупроводниковая схемотехника 9.2.3 Реверсивные счетчики ........................................................................................... 756 Счетчики с переключаемым направлением счета .................................... 757 Счетчики с входами прямого и обратного счета ...................................... 758 Устранение совпадений .................................................................................... 758 Метод вычитания ................................................................................................ 760 9.3 Двоичнодесятичный счетчик в коде 8421 ................................................................... 760 9.3.1 Асинхронный двоичнодесятичный счетчик ................................................. 761 9.3.2 Синхронный двоичнодесятичный счетчик................................................... 762 9.4 Счетчики групп ...................................................................................................................... 763 9.5 Регистры сдвига ..................................................................................................................... 765 9.5.1 Принципиальная схема ......................................................................................... 765 9.5.2 Регистр сдвига с параллельным вводом .......................................................... 766 9.6 Обработка асинхронных сигналов .................................................................................. 766 9.6.1 Устранение вибраций механических контактов .......................................... 767 9.6.2 RSтриггер с запуском по фронту импульса .................................................. 768 9.6.3 Синхронизация импульсов .................................................................................. 768 9.6.4 Синхронный одновибратор .................................................................................. 769 9.6.5 Синхронный детектор изменений ..................................................................... 771 9.6.6 Синхронный тактовый переключатель ............................................................ 771 9.7 Системное проектирование последовательностных схем ...................................... 772 9.7.1 Диаграмма состояний ............................................................................................ 772 9.7.2 Пример проектирования счетчика групп ........................................................ 774 9.7.3 Сокращение потребности в объеме памяти .................................................... 777 Входной мультиплексор ................................................................................... 778 784 9.8 Обозначения зависимостей ............................................................................................... 780 Литература ......................................................................................................................................... 783 10. Полупроводниковые запоминающие устройства 10.1 Оперативные запоминающие устройства ..................................................................... 786 10.1.1 Статические ОЗУ .................................................................................................... 786 ВременныЏе условия ......................................................................................... 789 10.1.2 Динамические ОЗУ ................................................................................................ 792 Контроллер динамического ОЗУ .................................................................. 792 10.2 Расширение возможностей ОЗУ ..................................................................................... 796 10.2.1 Двухпортовые ОЗУ ................................................................................................ 796 10.2.2 ОЗУ в качестве регистра сдвига ......................................................................... 797 10.2.3 Память FIFO ............................................................................................................. 798 Реализация памяти FIFO на стандартных ОЗУ ...................................... 800 10.2.4 Распознавание и коррекция ошибок................................................................. 802 Бит четности ......................................................................................................... 802 Код Хэмминга ....................................................................................................... 804 10.3 Постоянные ЗУ ...................................................................................................................... 806 10.3.1 ПЗУ, программируемое фотошаблоном .......................................................... 807 10.3.2 Программируемое ПЗУ ......................................................................................... 807 10.3.3 Постоянное ЗУ с УФ стиранием ....................................................................... 809 10.3.4 Электрически стираемое программируемое ПЗУ ....................................... 812 10.4 Программируемые логические устройства .................................................................. 814 10.4.1 Программируемая матричная логика ............................................................... 818 10.4.2 Компьютерное проектирование ПЛУ .............................................................. 819 10.4.3 Обзор типов ПЛУ .................................................................................................... 821 10.4.4 Матрицы логических элементов, программируемые пользователем ... 825 Литература ......................................................................................................................................... 827

Стр.17