Характеристики цифровых микросхем.

Автор: Mexo
Опубликовано 01.01.1970

Сел вечерком за компьютер, положил ручки на клавиатуру и... Блин. Характеристики? Скучно... Но надо... Но скучно... Но надо... Да и кому какая разница сколько наносекунд идёт переходный процесс?..
Подумал, подумал, и решил что всё-таки интересно. Ибо незнание таких вещей может сыграть злую шутку. Со схемой. А возможно и с вашими нервами, заставляющими вас лихорадочно размахивать руками и издавать нечленораздельные звуки, когда схема "не заводится".
Ладно, оставим прелюдии курить в сторонке, а сами начнём разбирать эти самые характеристики.

1. Напряжение питания.
Думаю, понятно без комментариев. Микросхема вряд ли обрадуется, получив 15 вольт вместо 3 положенных.

2. Уровень логических 0 и 1 входа.
Как правило, указываются диапазоны напряжений. Скажем, 0 не более 2В, 1 не менее 3В. Получившиеся разрывы в напряжении, означают, что если подать 2,5В, неизвестно, что получится, и зависит от экземпляра, а чаще от вашего биоритма и фазы луны.

3. Уровень логических 0 и 1 выхода.
Да, да. Это не то же самое, что пункт 2. Иногда эти значения могут сильно различаться, но всегда уровень 0 выхода не более уровня 0 входа, а уровень 1 выхода не менее уровня 1 входа. Если собираетесь использовать выход МС не только для входа другой, того же типа, следует это учитывать.

4. Потребляемый ток.
Важность параметра, думаю, вопросов не вызывает. Питаемся от батарейки - ищем МС с меньшим энергопотреблением. Да и вообще помнить его не помешает.

5. Ток входа.
Обычно указывается максимальное значение. Параметр актуален, скажем, для ТТЛ. Может серьёзно попортить жизнь в случае использования дифференцирующих/интегрирующих цепочек.

6. Ток выхода.
Также максимальное значение. От него зависит что вы сможете прицепить на выход. Некоторые микросхемы позволяют хоть двигатель вешать, а к другим даже светодиод прикошачить не получится.
Так, с токами/напряжениями разобрались, вроде. Теперь временные характеристики. Поехали.

7. Длительность одиночного импульса.
Указывается минимальное значение. Описывает импульс какой минимальной длины МС заметит на входе. Важен, например, при сбросе устройств при включении питания. Делают это обычно дифференцирующей цепью, и тут надо рассчитать время, которое она будет держать активный уровень, так чтобы оно было не меньше этого значения.

8. Максимальная рабочая частота.
Думаю понятно, что МС тридцатилетней давности не сможет работать с каким-нибудь Pentium4. О таких частотах тогда и не подозревали.

9. Время перехода 0-1 и 1-0.
Обычно, описывает время, за которое сигнал на выходе может измениться с 10 до 90% диапазона выходных напряжений или обратно соответственно. Тесно связан с пунктом 8.

10. Задержка распространения сигнала.
Есть и такое. В подавляющем большинстве случаев, МС имеют несколько каскадов. Каждый их них срабатывает не мгновенно. Сумма задержек всех каскадов и есть этот параметр. Может попортить много крови при работе на высокой частоте с параллельными интерфейсами и шинами.

Даже не знаю. По моему скромному мнению, эти характеристики основные. Производители же микросхем вольны указывать и некоторые другие. Скажем, ёмкость входа/выхода, что по идее определяет временные характеристики. Или, например, указывать не ток входа/выхода, а их сопротивление. Некоторые отдельно выделяют максимальные втекающие/вытекающие токи, для 0 и 1 на выходе соответственно. Возможны и многие другие варианты, сводящиеся к указанным выше. Здесь каждый производитель МС извращается, как может.
Характеристики указывают в даташитах (datasheet - типа, лист данных), по ихнему, по-буржуйски; по-нашему - документация. И вот тут могут возникнуть проблемы. Если буржуи ещё как-то пытаются создавать даташиты, а иногда у них даже неплохо получается, то наши себя такой мелочью редко утруждают. Да ещё читать их надо с долей скепсиса, ибо лично натыкался на жёсткие ошибки, особенно при переводе. Даташит не есть истина в последней инстанции, и с этим приходится мириться. Ох и ах, но к несчастью это так. Да помогут тебе в этом случае форумы и всякие полезные сайты, например, тот, на котором ты сейчас находишься.

Вопросы, как обычно, складываем тут.