1

GT ÑIEÄN TÖÛ CÔ BAÛN

Ch10. CAÙC PHAÀN TÖ ÛTÍCH TRÖÛ NAÊNG LÖÔÏNG

2

8.1 Ñaïi Cöông

ÔÛ caùc chöông treân, ta xeùt keát quaû daùp öùng ngoõ ra theo taùc ñoäng ngoõ

vaøo trong thôøi gian xaûy ra nhanh voâ haïn, hoaëc xeùt trong cheá ñoä tónh.

Trong thöïc teá, ñaùp öùng cuûa maïch ñieän coøn tuyø thuoäc thôøi gian, vaø

thôøi gian treå ñoù thöôøng coù yù nghóa quan troïng nhö seõ xeùt ñeán sau

ñaây.

Thí duï, xeùt maïch treå vaø söï quan troïng cuûa thôøi gian trong bieåu thò

ñaùp öùng cuûa maïch goàm hai maïch ÑAÛO (Inverter – Not) ôû H. 8.1

sau

H.8.1

Ñaùp öùng ngoõ ra laø ñaùp öùng lyù töôûng, ñaùp öùng treå coù daïng nhö H. 8.2

voB

voA

vi

3

Ñaùp öùng thöïc teá- Ñaùp öùng quan saùt:

vi

voA Ñaùp öùng lyù töôûng ( mong muoán)

Ñaùp öng quan saùt

voB

Ñaùp öùng lyù töôûng

Ñaùp öùng quan saùt

Treå

4

Ñeå giaûi thích tính chaát thôøi gian cuûa ñaùp öùnh maïch, ta phaûi ñöa theâm vaøo

hai phaàn töû môùi laø tuï ñieän vaø cuoän caûm.

Vôùi MOSFET ta coù ñieän dung lieân cöïc CGS

nhö ñieãn taû ôûH. 8.3

Cöïc thoaùt D

Cöïc coång MOSFET keânh n

D

G

Cöïc nguoàn S

CGS

S

Chuù yù: Vôùi BJT coù hai tuï lieân cöïc Cbe

vaø Cbc

.

keânh n

p Silicon

OxidKim

loaïiï

n

n

5

8.2 Tuï ñieän

1. Tuï ñieän

Trò soá ñieän dung A

: haèng soá ñieän moâi töông ñoái

A tieát dieän baûng kim loaïi ( m2)

d khoaûng caùch hai baûng cöïc(m) d

Ñaëc tính cuûa tuï ñieän

Tuï ñieän laø linh kieän tích tröû naêng löôïng, laø linh kieän nhôù ( memory device)

A

C Fd

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

Ñ

i

eä

n

m

oâ

i

q Cv

C F V

dq dvi C

dt dt

21

2E Cv

6

Various types of capacitor A capacitor is an electronic device for storing charge. Capacitors can be found in almost any complex electronic device. They are second only to resistors in their There are many different types of capacitor but they all work in essentially the same way. A simplified view of a

• Ảnh hưởng điện trường và thông lượng

7

• Điện dung cổng MOSFET

• Điện dung cổng – kênh được tính gần đúng:

• trong đó là hằng số điện môi của oxid silic , d

là bề dày của lớp oxid silic, L là độ dài kênh, và W là độ

rộng kênh. Tích số WL là điện tích cổng.

8

ox oxS WL

d d

3,9ox o

• Vì số điện tích của cổng trải dài kênh nên ta có

• trong đó

N nnlà điện dung cổng – kênh trên đơn vị diện tích của

cổng MOSFET

• Ta có mạch tương đương của mạch inverter MOSFET

như hình sau:

9

oxGS ox

WLC C WL

d

oxoxC

d

• Thí dụ: Hảy tính trị số điện dung CGS của các MOSFET có

kích thước sau ( hình) , tất cả cùng có Cox = 4fF/

• Các MOSFET M3, M4, M5 : có trị sô điện dung là 48 fF, vì

đều có cùng điện tích 12 ,

• M6 có điện dung lớn nhất 144fF

• M2 có điện nhỏ nhất 36fF

• M1 có điện dung 64fF và M7 có điện dung 108 fF. 10

2m

2m

8.4 Maïch RC nối tiếp

Phaân tích maïch RC sau ( H.8.5)

AÙp duïng KVL cho:

Giaû söû coù:

( Vo

cho tröôùc) H.8.5

Giaûi cho:

vCtc

(t) = vCtd

(t) + vCxl

(t)

C I

C

c I

Ri t v t v

dv tRC v t v

dt

0

I I

C o

v t V

v V

11

+

-vI(t)

10Vvc(t)C

i(t)

+

R

12

8.3 Cuoän caûm

Trò soá ñieän caûm loõi töø

L ( H – Henry)

Ñaëc tính cuoän caûm

daây ñoàng

Cuoän daây coù tính tích tröû naêng löôïng ñieän, cuoän daây laø linh kieän nhôù.

Chuù yù: Tuï ñieän coù tính nhôù theo ñieän theá

Cuoän caûm coù tính nhôù theo doøng ñieän

div L

dt

21

2E Li

13

• Tự cảm do dây nối

• Điện dung và cuộn cảm dây nối trong IC

14

• Với các hình dạng trên , ta lần lượt có:

• và cả hai cách nối cho:

• Thí dụ: Xét cách kết nối trong IC theo hình 27, có W

= 2 , G = 0,1 , và . Hảy tính điện

dung và tự cảm trên đơn vị chiều dài.

Tính được theo công thức (9.53) và (9.54) trên:

15

m m 3,9 o

690 / 0,69 /

63 / 63 /

C pF m fF m

L nH m fF m

• Thí dụ 2:

• Xét mô hình bản mạch in có điện dẫn hình trụ trên một

mặt phẳng như ở hình 28. Cho R = 0,5mm, H =2 mm,

và . Tính điện dung và tự cảm trên đơn vị choiều

dài.

• Giải:

• Áp dụng hai công thức (9.55) và (9.56) lần lược tính

được kết quả sau:

16

o

27 /

410 / .

C pF m

L nH m

17

8.4 Maïch RC

Phaân tích maïch RC sau ( H.8.5)

AÙp duïng KVL cho:

Giaû söû coù:

( Vo

cho tröôùc) H.8.5

Giaûi cho:

vCtc

(t) = vCtd

(t) + vCxl

(t)

C I

C

c I

Ri t v t v

dv tRC v t v

dt

+

-vI(t)

10Vvc(t)C

i(t)

+

R

0

I I

C o

v t V

v V

18

1. Nghieäm thuaàn nhaát ( töï do)

2. Nghieäm xaùc laäp ( cöôõng böùc)

Giaûi phöông trình coù veá sau:

Coù theå thay theá vc(t) vaø vaø giaûi tìm trò soá cuûa A, hoaëc coù theå lyù luaän ôû cheá ñoä

xaùc laäp (hay cheá ñoä döøng) khi t voâ haïn hay dvc(t) / dt 0, neân cho:

0

0

,

c

c

c c

c

c

pt t

ctd

dv tRC v t

dt

dv t v t

dt RC

dv t dt

v t RC

v t Ae Ae RC

C

c I

dv tRC v t V

dt

( )cxl t Iv V

19

Vaäy nghieäm toång coäng:

Xaùc ñònh A:

Thay vaøo laïi vc(t) ñöôïc:

Xaùc ñònh trò soá doøng ñieän:

Ñieän theá qua ñieän trôû R:

Ctc Ctd Cxl

t

I

v t v t v t

Ae V

0C o

I o o I

v V

A V V A V V

t

C I o I

t

i f i

v t V V V e

V V V e

C o I t

C

dv t V Vi C e

dt R

to IR

t

o I

V Vv t Ri t R e

R

V V e

20

Ñaùp öùng ñieän theá hai ñaàu tuï: vc(t)

VI

Vo

0 RC t

Neáu vc(0) = 0, phöông trình cho:

t

C I o Iv t V V V e

0

1

t

C I I

t

I

t tI I

t

R I

v t V V e

V e

V Vi t C e e

RC R

v t Ri t V e

• Tụ nạp điện (Charging a Capacitor)

21

Đường cong nạp

22

23

Khi VI

= 0

Tuï xaõ, ñieän theá hai ñaàu tuï giaûm daàn töø VI

( trò tuï naïp ñaày deán 0 theo haøm muõ:

vC(t)

VI

ta coù ñaùp öùng theo h.

0 RC t

Do ñoù , neáu ta taùc ñoäng vaøo maïch RC moät chuoåi xung, ñaùp öùng ngoõ ra:

vC(t)

t

t t

c Iv t Ae V e

• Đường cong nạp – xã (tích - phóng)

• Tại t = 0, 693 ta có trị 50% 24

25

26

8.5 Maïch RL

Töông töï nhö phaân tích maïch RC, ta coù:

Ta coù nghieäm thuaàn nhöùt (töï do):

0I L

L I

div i R L

dt

diL i R v

dt

+

-

vIiL(t) L

i(t)

R

-

+

vL

,

,

0 0

1 1

t

Ltd

tI ILxl Ltc

I IL

R L ttI IL

Li t Ae

R

V Vi t i t Ae

R R

V Vi A A

R R

V Vi t e e

R R

27

Vaø:

Giản đồ nạp xả của mạch RL tương tự như của mạch RC nhưng với doøng

ñieän thay vì vôùi ñieän theá.

Khi cho chuoåi xung vaøo, ta coù ñaùp öùng ra laø chuoåi xung nhoïn.

1R L t

R Iv t Ri t V e

R L t R L tIL I

di V Rv L L e V e

dt R L

28

8.5. Truyeàn treå vaø maïch soá

Xeùt maïch logic goàm hai coång ñaûo

Ta coù maïch töông ñöông 01 taïi B:

Giaû söû vB(0) =0 khi t =0 vaø t > 0

AÙp duïng coâng thöùc ñieän theá hai

ñaàu tuï CGS

:

voB

voA

vi

Vo2

+

Vs

Vs

vo1

viB

VI

-

RL

RL

CGS

+

-=Vs

vI

vBCGS

i(t)

+

RL

0 L GSt R C

B S Sv V V e

29

Tìm thôøi gian leân tr

ñeå vB

= VOH

.

Hay vB

vOH

Tính tr:

0 tr

t

Thí duï: Cho RL

= 1 K , CGS

= 0,pF, VS

= 5V, VOH

= 4V

L GSt R C

OH S Sv V V e

ln

ln

L GSt R C S OH

S

S OHr L GS

S

SL GS

S OH

V Ve

V

V Vt R C

V

VR C

V V

3 12 5 41.10 0,1.10 ln

5

0,16

0,1

rt

ns

RC ns

30

Thôøi gian xuoáng tfkhi 10

Maïch töông ñöông khi 1 0 taïi B

Do MOSFET daãn, tuï xaõ ta coù maïch:

Thôøi gian treå tf

khi vB

giaûm ñeán VOL

cho:

,ONTH S ON L ON

ON L

RV V R R R

R R

+

-

Vs

+

RL

-

RONvBCGS

+

-

-

VTH

vBCGS

i(t)+

RTH

ln ln

f TH GS

f TH GS

t R C

OL TH S TH

t R C OL TH

S TH

OL TH S THf TH GS TH GS

S TH OL TH

V V V V e

V Ve

V V

V V V Vt R C R C

V V V V

31

Thí duï:

Vôùi MOSFET coù: RL

= 1k , RON

= 10 , VS

= 5 V, CGS

= 0,1 fF, VOH

= 4 V

VOL

= 1 V, VTH

= 0V.

Tính ñöôïc:

Chuù yù:

Ñeå coù toác ñoä cao, töùc caùc tr

vaø tfphaûi nhoû R

Lnhoû vaø

RONnhoû

12 121 0 110 0,1.10 ln 10 0,1.10 ln

5 0 5

1,6

1

ft

ps

RC ps

32

Thí du 2ï:

Cho maïch goàm hai coång Inverter noái tieáp nhau nhö ôû hình 8.1, nhöng

laàn löôït tính ñöôïc:

Vôùi MOSFET coù: RL

= 10k , RON

= 10k , VS

= 5 V, CGS

= 100 fF, VOL

= 1 V, VOH

= 4V.

315

2

9

3 15

2

9

1 55

1 10 11

10 1 10

10 1 11

10.10 1 5 11ln 100.10 ln

11 5 5 11

10 3ln 0,1928

11 25

4 5ln 10.10 100.10 ln

5 5 11

1110 ln

50

ONTH S

ON L

L ONTH

L ON

OL THf TH GS

S TH

OH Sr L CG

S TH

RV V V

R R

R RR k k

R R

V Vt R C

V V

ns

V Vt R C

V V

1,5141ns

33

Thí duï 2: AÛnh höôûng ñoä daøi daây noái trong chip VLSI

Giaû söû daây noái giöõa hai coång INVERTER ñoái nhau vaø daøi 1 cm. Keát quaû

daây noái daøi taïo neân tuï ñieän vaø ñieän trôû. Thôøi gian treå RC naøy lôùn thôøi gian

treå RC cuûa caùc Inverter noái nhau vôùi daây ngaén hôn.

Xeùt maïch sau:

Vôùi :

vIN1

Vs

vo2

Vs

RL

RON

vo1

RONCGS1

Rw

RL

Cw CGS2

vc

2

W

W o

W W o o

LR R

W

C LWC

LR C R LWC L R C

W

34

Vôùi:

L = 1000/um, W = 1 /um, R = 2 , Co = 2pF/um2.

Tính ñöôïc:

Maïch töông ñöông cho:

vôùi VOH

= 4V, VOL

= 1V , RL

= 10k, RON

= 1k vaø CGS2

= 100fF, Vs = 5V

Keát quaû:

Thôøi gian treå lôùn hôn khi khoâng coù aûnh höôûng daây noái trong VLSI

3 12

1000 2 2

1000 2 2

2.10 2.10 4

W

W

W W

R k

C fF pF

R C ns

+

-

-

VTHCGS2+Cw

i(t)

RTH+Rw

vc

+

2

3 15

2

ln 11/ 50

10 2 .10 100 2000 .10 ln 11/ 50

38,15

3 25

12,9

GSf L w w

r L ON W GS w

t R R C C

ns

t R R R C C ln

ns

35

8.6 Traïng thaùi vaø nhôù

Nhôù laïi maïch RC cho:

vI

vC

VI

VI

vC=V

I+ ((v

c(0)-V

I)e

-t/RC

vC(0)

t > 0 0 t t

+

--

vI C

i(t)

vc

+

R

0 t

C I C I

t

f i f

v t V v V e

V V V e

VI bieân ñoä xung, V

itrò ban ñaàu, V

ftrò cuoái

36

Löu yù, ñieän theá tuï ñieän taïi laø ñoäc laäp vôùi daïng cuûa ñieän theá vaøo

tröôùc t = 0. Thay vaøo ñoù, noù chæ phuï thuoäc vaøo ñieän theá tuï ñieän taïi t = 0,

vaø ñieän theá vaøo ôû .

Traïng thaùi laø toùm taét nhöõng ngoõ vaøo xaùc ñaùng ñaõ qua ( quaù khöù) ñeå döï

ñoaùn töông lai.

Vôùi:

q = CV

vôùi tuï ñieän tuyeán tính ,

ñieän theá tuï ñieän V cuõng laø bieân traïng thaùi

thöïc teá laø bieán traïng thaùi

Trôû laïi bieåu thöùc cuûa maïch RC:

Toùm taét ngoõ vaøo xaùc ñaùng quaù khöù ñeå döï ñoaùn töông lai

0t

0t

0 ,

0

C C I

t

C I C I

v t f v v t

v t V v V e

37

Ta thöôøng quan taâm ñeán ñaùp öùng maïch vôiù:

Traïng thaùi zero vC(0) = 0

Ngoõ vaøo zero vI

(t) = 0

Töông öùng:

Ñaùp öùng traïng thaùi zero hoaëc ZSR (Zero state response):

Ñaùp öùng vaøo Zero hoaëc ZIR ( Zero input response):

t RC

C I Iv V V e

0 t RC

C Cv v e

38

8.7. Bộ nhớ số

Tröôùc tieân ta chöùng toû khía caïnh cuûa tuï ñieän C vaø cuoän caûm L taïo

neân boä nhôù baèng caùch duøng khaùi nieäm traïng thaùi ñöôïc duøng trong

laõnh vöïc töông töï.

Ñaëc tính nhôù cuõng ñöôïc duøng trong laõnh vöïc soá ñeå caáy vaøo boä nhôù soá

baèng caùch duøng khaùi nieäm töông töï traïng thaùi soá.

1. Khaùi nieäm traïng thaùi soá

Thí duï:

Xeùt coäng saùu soá treâm maùy tính tay sau:

2 + 9 + 6 + 5 + 3 + 8 duøng phím

Thí duï 2:

Tính (a x b) + ( cx d)

Trò soá löu tröû trong boä nhôù ñôn giaûn laø bieán traïng thaùi soá töông ñöông

nhö trò soá bieán traïng thaùi töông töï treân tuï ñieän.

M+

39

2. Toùm löôïc phaàn töû nhôù soá

dIN

store

dOUT

nhôù 1

Nhôù ngoõ vaøo khi store leân möùc cao. Gioáng nhö camera ghi vaøo (dIN

)

khi ngöôøi duøng aán nuùt môû maøn traäp. Giaù trò ghi ñöôïc nhìn taïi dOUT

.

dIN

Store M

dout

40

3. Thieát keá phaàn töû nhôù

A. Maïch thöû laàn ñaàu

Phaàn töû nhôù

vC

trò soá löu tröû 5V

luoân bò ró

VOH

Ñoä roäng xung store >> RON

C

T t

store

storage node dOUTdIN

C

=1store

storage node dOUTdIN

C

=0store

storage node dOUTdIN

C RL

5.

ln5

Lt R C

C

OHL

v e

VT R C

dOUT*

store

dIN

CM

41

Maïch thöû laàn hai

Ñeå coâ laäp tuï vôùi vôùi maïch ñoïc trò soá nhôù, maïch buffer theâm vaøo raát coù lôïi.

RIN

>> RL,

Maïch toát hôn, nhöng coøn chöa hoaøn haûo.

Ñeå traùnh tuï bò ró ta maéc theâm RP:

buffer=0store

RIN

dOUTdIN

CM RL

ln5

OHIN M

VT R C

buffer=0store

RIN

dOUTdIN

CM RL

Rp

42

C. Maïch thöû laàn ba- Boä nhôù tónh

Ñeå khaéc phuïc söï rỉ cuûa tuï, ta cuøng hoài tieáp vaø coâng taéc ñaûo storage

buffer + refresh

Khi ngoõ ra phaàn töû nhôù leân möùc 1, coâng taéc ñoùng vaø cho moät doøng

ñieän tích nhoû vaøo nuùt storage ñeå buø söï rỉ cuûa tuï. Vì noù naïp ñieän vaøo

nuùt neân coâng taéc naøy ñöôïc goïi laø coâng taéc naïp (trickle switch). Ñieän

trôû ON cuûa coâng taéc naïp lôùn hôn ñieän trôû coâng taéc nhôù, ñeå ngoõ vaøo

naïp coù theå deã daøng laøm taêng naêng suaát bôûi ngoõ vaøo dIN

.

Giaù trò beân ngoaøi khoâng aûnh höôûng ñeán nuùt nhôù.

Boä nhôù ñöôïc goïi laø phaàn töû nhôù tónh 1-bit hay maïch choát-D tónh.

/Storage

buffer=0store

RIN

dOUTdIN

*

CM

43

D. Maïch thöû thöù tö

Ñeå coâ laäp ngoõ ra vôùi taûi baèng coång daûo

buffer + decoupled refresh

dOUT

/store

store

dIN

*

CM

44

Sô ñoà: Boä nhôù 4-bit(4-bit Memory dIN

Decoder store

Address

dOUT

ao a1 2

Address

IN store OUT

aoa1

IN D

C

B

A

OUT

A

B

C

D

MOSFET

MOSFET

MOSFET

MOSFET

00

01

10

11

dIN

S MdOUT

dIN

S M

dOUT

dIN

S M

dOUT

dIN

S M

dOUT

M

45

Sơ đồ RAM ( dung lượng C = 2m X2n)

46

Vaøi maïch logic tuaàn töï

Maïch logic tuaàn töï laø maïch khoâng chæ tuaân theo caùc ñònh

luaät ñaïi soá Boole, maø coøn phaûi tuaân theo traïng thaùi quaù

khöù (tröôùc ñoù) cuûa maïch. Tính nhôù( löu tröû traïng thaùi)

Caùc maïch logic tuaàn töï thöôøng gaëp laø: RS flip-Flop, JK

Flip-Flop, T-Flip-Flop, D – Flip Flop…

47

IV. Mạch logic tuần tự

1.Mạch FlipFlop• SR-FF

Q

Q

R

S

Q

Q

R

S

48

FlipFlop SR-FF Bảng chân trị

Q

Q

R

S

Q

Q

R

S

S R Q+ function

0 0 Q- store

0 1 0 reset

1 0 1 set

1 1 X inhibit

49

Mạch SR-FlipFlop và bảng trạng thái

OutputsInputs

S

R

Q

Q

S R

0

0

1

1

Q

0

1

0

0

Present state

Reset

Set

Disallowed

50

Giản đồ thời gian RS flip-flop

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1 0 1

S R QTime

R

1

Flip-flopis reset

Flip-flopis set

Flip-flopis reset

(but Q = 0)already

0

1

01

0

S

Q

Flip-flopis set

51

RS flip-flop với các ngõ enable,

preset, và clear

Q

QS

R

E

Preset (P )

Clear (C)

Preset

Enable

Clear

Q

S

R

Timing diagram

52

Mạch D flip-flop :

Sơ đồ chức năng, ký hiệu, và giản đồ

thời gianD

Q1

Q =Q2

CLK

Timing diagram

Device symbol

D S1

E1

Functional diagram

R1

Q1

S2

E2

R2

Q2

Q

Q

Q1

Q2

CLK

Q

Q

D

CLK

53

Mạch chốt(Data latch) và giản đồ thời gian

Enable

D

Q

EnableD

E

Q

R

S

Q

Q

E

D

Q

54

• JK- Flip Flop

4027

S7

J6

CP3

K5

R4

QN 2

Q1

55

Ký hiệu xung kích ( xung nảy)

• Nảy bằng mức cao của xung:

= 1

• Nảy bằng cạnh lên (hướng dương) của

xung:

=

• Nảy bằng cạnh xuống (hướng âm) của

xung:

=

56

• Do có mắc các cổng ở ngõ vào như sau:

a.Nảy ở cạnh lên: b.Nảy bởi cạnh xuống

CK /CK Vo

ck CK

/ck /CK

tp tp

Vo Vo

a. Nảy bởi cạnh lên b. Nảy bởi cạnh xuống

57

JK flip-flop : sơ đồ chức năng và

ký hiệu linh kiện

Device symbol

Q

Q

J

K

JS

1

Functional diagram

E1

Q1

S2

E2

Q2

Q

Q

Q1

Q2

R1 R

2

Master Slave

CLK

K

CLK

58

Bảng chân lý của JK flip-flop

Jn

J

CLK

Q

JK flip-flop

KnQ

n +1

Qn

0 (reset)

1 (set)

Qn (toggle)

K

Q

0

0

1

1

0

1

0

1

59

• JK-Flip Flop

J Q

CK

K /Q

Khắc phục trạng thái

S = R = 1 bị cấm,

trở thành J = K = 1

các ngõ ra bị đảo

( togle).

JK-FF có rất nhiều

ứng dụng trong kỹ thuật số.

JK-FF CK J K Q /Q

0 x x Qo /Qo

0 0 Qo /Qo

0 1 0 1

1 0 1 0

1 1 /Qo Qo

60

JK-Flip Flop với Preset (hoặc S) và Clear (hoặc R)

SJCPK

R

QN

Q

PRE CLR CK S R Q /Q

0 0 x x x * * Nonstable

0 1 x x x 1 0

1 0 x x x 0 1

1 1 1 0 0 Qo /Qo Hold

1 1 1 0 1 0 1 Reset

1 1 1 1 0 1 0 Set

1 1 1 1 1 /Qo Qo Toggle

SJCPK

R

QN

Q

61

• D-Flip Flop và T- Flip Flop

CK

T S7

J6

CP3

K5

R4

QN 2

Q1

CK

D S7

J6

CP3

K5

R4

QN 2

Q1

62

D-Flip Flop

Ứng dụng D-FF : bộ truyền số liệu, bộ ghi dịch.

CK Dn Qn+1

0 x Qn

1 0 0

1 1 1

DS

JCPK

R

QN

Q

SD

CP

R

QN

QS

D

CP

R

QN

Q

63

• T-Flip Flop

T J Q

Ck

K /Q

T-FF được sử dụng

trong thiết kế các mạch đếm ( counter)

( xem lại chương 8. IC)

T-FF

CK Tn Qn+1

0 Qn

1 /Qn

64

Sơ đồ chân các IC FlipFlop thường gặp

65

Flip-Flop Types with State Tables

66

2.Mạch đếm ( counter) ký hiệu,bảng

trạng thái và giản đồ thời gian

3-bit binary counter

Functional representation of binary counter

Timing table

StateInput pulsesReset

Clockinput

b2 b1 b0

0

1

2

3

4

5

6

7

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

b 0b 1b 2

Clock

b0

t

Timing diagram

b1

b2

t

t

t

67

Mạch đếm 10

Clock

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

b3Input pulses b2 b

1b

0

Reset

4-bit

binary

counter

Reset

b0

b1

b2

b3

68

Mạch đếm không đồng bộ

( Ripple counter)

1 1 1

Clock

input

0

0

0

0

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

Input Q3

Q2

Q1

1

J

CLK

Q1

K

Q J

CLK

Q2

K

Q J

CLK

Q3

K

Q

1 1

69

Mạch đếm không đồng bộ

70

• Dạng sóng mạch đếm

71

Mạch đếm đồng bộ 3- bit

1 T Q 0

Q 0

Clock

input

Q2

Q1

Q0

T Q 1

Q1

T Q 2

Q 2

CLK CLK CLK

72

Mạch đếm nhị phân 3-bit và giản đồ trạng thái

T 3 Q 3

Q 3

T 2 Q 2

Q 2

CLK

T 1 Q 1

Q 1

001 010 011

111 110 101 100

000

1

73

Sơ đồ trạng thái mạch đếm lên - xuống 4 bit

00

01

10

11

74

Mạch đếm vòng (Ring counter)

input

Init

Q 3S

R Q3

CLK

PR

Q1 Q0

Q2S

R Q2

CLK

CLR

Q1S

R Q1

CLK

CLR

Q0S

R Q0

CLK

CLR

Q2Q3

Clock

75

• IC đếm thường gặp

• Đếm 10 Đếm 12 Đếm 16

76

3.Mạch ghi dịch song song 4 – bit (Four-

bit parallel register)

Q0

b0

“Load”input

b1 b2 b3

Q1

Q2

Q3

D Q1

D Q2

D Q3

CLK CLK CLK CLK

D Q0

77

Mạch ghi dịch 4-bit (Four-bit shift

register)

b1

Q3Q1 Q2

Q0

DSerial

output

Serial

input

Clock

input

Q0

Q1D Q

2D Q

3D

CLK CLK CLK CLK

78

• IC Ghi dịch thông dụng

vào song song-ra nối tiếp Phổ dụng

79

Sơ đồ RAM dùng MOS

80

• IC RAM

81

DRAM ( Dynamic RAM-Dynamic MOS cell)

• Khác với SRAM ( Static RAM) gồm 1 tế

bào nhớ là FlipFlop MOS.

• DRAM 1 tế bào nhớ là 1 tụ MOS , khi nạp

đầy là mức cao, khi xã hết là ở mức thấp.

Word line

D

C T

82

7.Cấu trúc 1 hệ thống nhận và điều khiển

User

Sensor

signals

To

displays

To

actuators

Signal interface

Signal interface

SoftwareCommunication

links

Other computers

and instrumentation

systems

Microcomputer

83

Cấu trúc bên trong DRAM• Sơ đồ DRAM Row decoders

Row clock Column clock

Address demultiplexer

Data out

A i

Data in

Ao

Write signal

WE

write

signals

RAS,CAS clock generator

CAS column clock

RAS Row clock signal

Memory

array

Sense Amp.

Memory

array

Column

decoder

Write

timing

84

Cách đọc tên ghi trên IC

• Mã số IC (2) loại linh kiện

(4) loại vỏ

(3) Dãi nhiệt độ

(1)

Tên hãng

(7) Chử tắt (6)Tuần lễ của năm

tên hãng (5)Năm sản xuất

uA 741 C N

F 95 16

1

9

2 3 4

81314

765

85

• Giải thích từ ngữ:

(1). Tên hãng:

uA – FND hãng Failchild;

AD - Analog Devices;

CA , CD – RCA;

TL,TIL,SN Texas Intruments;

LM-National Semiconductor Corp.

MC, MOC - Motorola

ICM – Intersil

BB – BurrBrown

NE, SE Signetics

86

(2) Chức năng linh kiện:

OP.amp:

LM741; 52 741; 72 741; CA 3741;

TL062/082/084 ; MC 1741;

IC số:

7474; 7476 FlipFlop

74LS00, CD 4011 Cổng NAND

7447; 4511 Giải mã

(3). Dải nhiệt độ:

C ( commercial -thương mại): từ 0 đến 75oC

I ( Industrial -công nghiệp) : từ -25 đến + 80oC

M ( Militaty -quân đội) : từ - 55 đến + 125oC

87

(4) Loại vỏ:

D plastic dual-in-line package ( DIL, DIP)

FH, FK ceramic chip carrier

FN plastic chip carrier

J, JD, JG ceramic dual-in-line

LP, LU plastic plug-in

N, P plastic dual-in-line

U , W ceramic flat