Курсач ФОМЭ №3

Министерство связи и массовых коммуникаций
Федеральное агентство связи
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики





Кафедра ТЭ



КУРСОВАЯ РАБОТА
по курсу Электроника
Вариант 1







Выполнила:
Ст-ка группы К-96
Митричева Ю.С.
Проверил:
Брикман А.И.














Новосибирск 2011
Часть 1. Разработка интегрального устройства.
Задание:
По заданным функциональным уравнениям разработать интегральное устройство, выполняющее эти функции.
Исходные данные:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Преобразование 13 EMBED Equation.DSMT4 1415:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Замена переменных:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415


13 EMBED Equation.3 1415


Уравнения для новых переменных:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415


«Тупая» выходная схема:
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415

Входная схема:
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Общая схема:
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Таблица исходных параметров:
Функция
Кол-во
элементов
Корпус
I0
мА
I1
мА
t0,1
нс
t1,0
нс
Pпотр.ср.
мВт
tзад.ср
нс

2 – ИСКЛ-ИЛИ
3
DD1
1554ЛП5
0.008
13.5
13.5








89.905








90.5

4 - И
1
DD2
1554ЛИ6
0.004
8.5
7.5



3 - И
3
DD3
1533ЛИ3
3
1.8
10
13



2 - И
4
DD4
1533ЛИ1
4
2.4
10
14



2 – И - НЕ
1
DD5
1533ЛА3
3
0.85
8
11



2 – ИЛИ - НЕ
2
DD6
1533ЛЕ1
4
2.2
10
12



3 – ИЛИ - НЕ
1
DD7
1533ЛЕ4
4
1.8
9
15



2 - ИЛИ
4
DD8
1533ЛЛ1
4.9
4
12
14





Формулы для расчета потребляемой мощности и времени задержки:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

По условию задания, необходимо, чтобы выполнялось условие:
РПОТР.СР
· 100 мВт; t ЗАД.СР.
·100 нс

Все условия выполнены, значит, преобразования, подобранные серии и стуктурная схема подходят для реализации заданных функций.

Принципиальная схема на основе выбранных элементов:
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Часть 2. Расчет режимов работы электронной схемы цифрового устройства.
Техническое задание:
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Функция, описывающая работу схемы:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

Таблица истинности:
Х3
Х2
Х1
Х0

0
0
0
0

0
0
0
1

0
0
1
0

0
0
1
1

0
1
0
0

0
1
0
1

0
1
1
0

0
1
1
1

1
0
0
0

1
0
0
1

1
0
1
0

1
0
1
1

1
1
0
0

1
1
0
1

1
1
1
0

1
1
1
1


Выбираем 4 набора состояний:
0 0 0 0
0 0 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
Входные
сигналы
VT1
VT2
VD1
VD2
VT3
VT4
VT5

0000
НСОК
НСОК
З
З
ОТС
ОТС
НС

1111
И
И
О
О
НС
НС
ОТС

1110
НСОК
И
З
О
ОТС
НС
ОТС

0001
И
НСОК
О
З
НС
ОТС
ОТС








Состояния ППП :
диоды – открыт(О) или закрыт(З),
входные транзисторы – насыщение с "оборванным" коллектором (НСОК) или инверсный (И),
транзисторы промежуточных и выходного каскадов – насыщение (НС) или отсечка (ОТС).

Для выполнения расчетов полагаем, что:
U0ВЫХ = U0 ВХ(0.1 В
U1ВХ= U1 ВЫХ (3 В
Обратный ток диодов – не более 1 мкА
Ток БТ, находящегося в режиме отсечки , Iкэо не более 1 мкА
UБЭ любого открытого транзистора – 0.7В,
UБК насыщенного транзистора – 0.6В,
UКЭ.НАС. насыщенного транзистора – 0.1В,


2.1 Расчет токов и напряжений при комбинации на входе: 0000
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415

Х0 = Х1 = Х1 = Х3 = 0
U0ВЫХ = U0 ВХ(0.1 В

Расчет в точке А:
Потенциал в точке: UА = U0вх + Uбэ(VT1) = 0.1 + 0.7 = 0.8 В
VT1 – в режиме насыщения с оборванным коллектором.
IR1 = Iб(VT1) = 13 EMBED Equation.3 1415=0.35 mА
Ik(VT1) ( Iб(VT3) ( 1mkA
Iэ1(VT1) = IR1 =0.35 mА

Расчет в точке В:
Потенциал в точке: UВ = U1вх + Uбэ(VT2)= 0.1 + 0.7 = 0.8В
VT2 – в режиме насыщения с разорванным коллектором
IR2 = Iб(VT2) = 13 EMBED Equation.3 1415=0.42 mА
Ik(VT2) ( Iб(VT4) ( 1
·mkA
Iэ1(VT2) = Iэ2(VT2) = Iэ2(VT2) =1/3 ( IR2 = 1/2 ( 0.42 = 0.14 mА
Расчет в точке С:
Потенциал в точке: UС =Uбэ(VT5) =0.7B
IR3 = Iб(VT5) = 13 EMBED Equation.3 1415=1.075 mА
Расчет в точке D:
Допустим, что VT5 в режиме насыщения.
Потенциал в точке: UD = Uкэ,нас(VT5) = 0,1 В
IR4 = 13 EMBED Equation.3 1415=6.533 mА
I0вых = I0вх = Iэ1(VT1) =0,35 mА.
Ik(VT5)= IR4+I0вых =6.533+0.355=6.888mА
Iб.нас(VT5)=13 EMBED Equation.DSMT4 1415=0.1148mА
Т.к. 13 EMBED Equation.3 1415, то транзистор VT5 находится в насыщении.





2.2 Расчет токов и напряжений при комбинации на входе: 1111
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Х0 = Х1 = Х2 = Х3 = 1:
При U1ВХ= U1 ВЫХ (3 В

Расчет в точке А:
Потенциал в точке UА = Uбэ(VT3)+Uбк(VT1)+U(VD1) = 0.7+0.6+0.7 = 2 В
VT1 – в режиме инверсии
IR1 = Iб(VT1) =13 EMBED Equation.3 1415= 0.25 mА
Iэ1(VT1) = 13 EMBED Equation.DSMT4 1415=0.2·0.25= 0.05mА
Расчет в точке В:
Потенциал в точке: UВ = Uбэ(VT4)+Uбк(VT2)+U(VD2) = 0.7+0.6+0.7 = 2 В
VT2 – в режиме инверсии
IR2 = Iб(VT2)= 13 EMBED Equation.3 1415= 0.3 mА
Iэ(VT2) = 13 EMBED Equation.DSMT4 1415=0.02·0.3 = 0.06 mА
Расчет в точке С и D:
Предположим, что транзисторы VT3 и VT4 находятся в насыщении:
13 EMBED Equation.3 1415
Из этого следует, что ток базы насыщения равен:
13 EMBED Equation.3 1415
Так как
13 EMBED Equation.3 1415,
то транзисторы VT3, VT4 находятся в насыщении, а VT5 в отсечке.
13 EMBED Equation.3 1415

2.3 Расчет токов и напряжений при комбинации на входе: 0001
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Х1 = Х2 = Х3 =0; Х0= 1:
Работа транзистора VT1 будет аналогична при входной комбинации 1111, транзистора VT2 при входной комбинации 0000.
Расчет в точке А:
Потенциал в точке UА = Uбэ(VT3)+Uбк(VT1)+U(VD1) = 0.7+0.6+0.7 = 2 В
VT1 – в режиме инверсии
IR1 = Iб(VT1) =13 EMBED Equation.3 1415= 0.25 mА
Iэ1(VT1) = 13 EMBED Equation.DSMT4 1415=0.2·0.25= 0.05mА
Расчет в точке В:
Потенциал в точке: UВ = U1вх + Uбэ(VT2)= 0.1 + 0.7 = 0.8В
VT2 – в режиме насыщения с разорванным коллектором
IR2 = Iб(VT2) = 13 EMBED Equation.3 1415=0.42 mА
Ik(VT2) ( Iб(VT4) ( 1mkA
Iэ1(VT2) = Iэ2(VT2) = Iэ2(VT2) =1/3 ( IR2 = 1/2 ( 0.42 = 0.14 mА
Т.к. транзистор VT3 в насыщении, а VT4 в отсечке, то:
Расчет в точке С и D:
13 EMBED Equation.3 1415
2.4 Расчет токов и напряжений при комбинации на входе: 1110
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Х1 = Х2 = Х3 =1; Х0= 0:
Работа транзистора VT1 будет аналогична при входной комбинации 0000, транзистора VT2 при входной комбинации 1111.
Расчет в точке А:
Потенциал в точке: UА = U0вх + Uбэ(VT1) = 0.1 + 0.7 = 0.8 В
VT1 – в режиме насыщения с оборванным коллектором.
IR1 = Iб(VT1) = 13 EMBED Equation.3 1415=0,35 mА
Ik(VT1) ( Iб(VT3) ( 1mkA
Iэ1(VT1) = IR1 =0.35 mА
Расчет в точке В:
Потенциал в точке: UВ = Uбэ(VT4)+Uбк(VT2)+U(VD2) = 0.7+0.6+0.7 = 2 В
VT2 – в режиме инверсии
IR2 = Iб(VT2)= 13 EMBED Equation.3 1415= 0,3 mА
Iэ(VT2) = 13 EMBED Equation.DSMT4 1415=0.02·0.3 = 0.06 mА
Т.к. транзистор VT3 в отсечке, а VT4 в насыщении, то:
Расчет в точке С и D:
13 EMBED Equation.3 1415

2.5 Сводная таблица токов и напряжений.
Входные
сигналы
UA
UB
UC
UD
IR1
IR2
IR3
IR4


B
B
B
B
мА
мА
мА
мА

0000
0.8
0.8
0.7
0.1
0.35
0,42
1.075
6.633

1111
2
2
0.1
4.625
0.25
0.3
1.225
0.05

0001
2
0.8
0.1
4.625
0.25
0.42
1.225
0.05

1110
0.8
2
0.1
4.625
0.35
0.3
1.225
0.05

2.6 Таблица мощностей.
13 EMBED Equation.3 1415
Состояние входов
PR1, мВт
PR2, мВт
PR3, мВт
PR4, мВт
P, мВт

0000
1.47
1.764
4.622
31.01
39.866

1111
0.75
0.9
6.0025
0.001875
7.654

0001
0.75
1.764
6.0025
0.001875
8.518

1110
1.47
0.9
6.0025
0.001875
8.374


На этом расчет режимов работы электронной схемы цифрового устройства можно считать оконченным.











Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeХEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeХEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeTIMES NEW ROMAN
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN7
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Times New Roman7 TIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New Roman+ TIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New Roman0 
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·TIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN5
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Times New Roman5 TIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New Roman 
·
·
·
·
·я
·Н
·
·
·
·!Ђ
·
·
·
·
·
·3
·
·
·TIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New RomanTIMES NEW ROMAN
Times New Roman 
·
·
·
·
·я
·Н
·
·
·
·!Ђ
·
·
·
·
·
·3
·
·
·S PG
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·a Ne
·
·
·
·
·
·
·E
·
·і
·
·
·
·
·
·
·
·S Fa
·
·
·
·
·
·
·*
·

Приложенные файлы

  • doc 353001
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий