Исследование форм сгналов и измерение параметров электрорадиотехнических цепей.

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ

ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Цель работы: на основании знания условий стендовых испытаний интегральных микросхем научишься определять мощность потребления конкретной микросхемы.

Теоретические сведения:

Создание сложных радиоэлектронных устройств различного назначения, работающих с высокой надежностью и имеющих компактные габариты, связано с применением интегральных схем (ИС) – микроминиатюрного изделия, выполняющего определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющего высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и (или) кристаллов, которые с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставки и эксплуатации рассматриваются как единое целое.

Свойства компонентов-диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов, входящих в состав ИС, - влияют на её свойства.

Значительный разброс параметров и характеристик полупроводниковых приборов, ИС одного и того же типа, чувствительность к перегрузкам, температурным воздействиям вызывают необходимость перед установкой в радиоэлектронную схему подвергать их испытаниям.

Существуют три основных метода испытаний интегральных схем: статические, динамические, стендовые (функциональные).

Рассмотрим определение мощности потребления – Рср – это средняя мощность, потребляемая ИС от источника питания, в двух крайних состояниях: открытом V⁰вых и закрытом V¹вых.(рис. 8.2.1). Этот параметр служит для расчёта мощности необходимой при питании сложного устройства, содержащего большое число ИС.

Рср = Е (I⁰n + I¹n)/2

I⁰n – выходной ток соответствующий значению логического 0.

I¹n – выходной ток, соответствующий значению логической 1.

При измерении тока потребления I⁰n на все объединенные входы ИС подается напряжение V¹вх (открытое состояние).

При измерении I¹n на выходе ИС при подключенной нагрузке на все объединенные входы подается напряжение V⁰вых (закрытое состояние).

Рисунок 8.2.1. Измерительная схема выходных токов ИС.

Порядок выполнения работы:

1. Представить формулу вычисления средней мощности, потребляемой интегральной схемой (ИС) от источника питания в двух крайних состояниях.

2. Привести условие графическое обозначение логического элемента И-НЕ с двумя входами и его таблицу истинности (положительная логика). Пользуясь приложением 4.

3. Начертить принципиальную схему измерения токов потребления ИС И-НЕ от источника питания в двух крайних состояниях.

4. Дать описание состояния схемы при подаче на объединенные входы напряжений, соответствующих логическому 0-переключатель «В» в положении «0» логической 1-переключатель «В» в положении «1».

Контрольные вопросы:

1. Привести условные графические обозначения логических элементов И, ИЛИ, НЕ двухступенчатой логики.

2. Начертить электрические эквиваленты схем элементов И, ИЛИ, с двумя входами.

3. Представить таблицы истинности (положительной логики) с двумя входами логического сложения (дизъюнкция, операция ИЛИ), логического умножения (конъюнкция, операция И), а также логического отрицания (инверсия, операция НЕ).

Литература:[1], [2], [3], [9]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9