Cevap : Sayısal (Dijital) Elektronik - Lojik Kapılar Ve Devreler

**Şengül Şirin** · 07-11-2009

3

2

2 CMOS ( TAMAMLAYICI MOS LOJİK)
CMOS terim olarak tamamlayıcı MOS Lojik (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ifadesinin kısaltılması olarak kullanılmaktadır

Entegre devrelerinin tasarımında alan etkili transistörler kullanılmıştır

Logic fonksiyonlar aynı kalmakla beraber TTL ve CMOS yapım teknolojilerinde kullanılan araçlar farklıdır

Devre teknolojileri lojik fonksiyonlarda değil sadece performans karakteristiklerinde değişiklik gösterir

CMOS ailesi temel olarak metal kapılı CMOS ve silikon kapılı CMOS olmak üzere iki ayrı işlem teknolojisi katagorisine ayrılır

Eski metal kapılı teknoloji 4000 serisinden oluşurken, yeni silikon kapılı teknolojiler ise 74C, 74HC
,74HCT serisinden oluşur

CMOS ailesine ait bütün 74 serisi, TTL’ ler ile bacak ve fonksiyon uyumludur

Yani TTL ve CMOS entegreler aynı sayıda ve benzer giriş, çıkış, besleme gerilimine (Vcc) sahiptir

Ayrıca 74HCT serisi TTL ile voltaj seviyesi uyumludur

74HCT serisinin 74C ve 74HC serileri ile bağlanması için özel bir gereksinim yoktur

TTL ile CMOS ailesi arasındaki farklılıklar performans karakteristiklerinde yatar

3

2

3 PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİ
Yayılım Gecikmesi (Propagasyon Delay) lojik devrelerde karşılaşılan en önemli karakteristiklerden biridir

Lojik devrenin veya kapının hız limitleri bu karakteristik ile belirlenir

Lojik devrelerde kullanılan yüksek hızlı veya düşük hızlı terimleri yayılım gecikmesi referans alınarak belirlenir

Eğer bir lojik devrenin veya kapının yaylım gecikmesi ne kadar kısa ise devrenin veya kapının hızı o kadar yüksektir

Yaylım gecikmesi sayısal devrenin veya kapının girişlerindeki değişime bağlı olarak çıkışta meydan gelen değişim arasındaki zaman farkıdır

Mantık kapılarında iki yaylım gecikmesi süresi tanımlanır

tPHL : Çıkış sinyalinin Lojik-1’den Lojik-0’a geçme süresi

Bu süre giriş sinyali
üzerinde belirlenen genel bir referans noktası ile çıkış sinyali üzerindeki aynı referans
noktası arasındaki fark olarak belirlenir

tPLH : Çıkış sinyalinin Lojik-0’dan Lojik-1’e geçme süresi

Bu süre giriş sinyali üzerinde belirlenen genel bir referans noktası ile çıkış sinyali üzerindeki aynı referans noktası arasındaki fark olarak belirlenir

Şekil -3

18 bir DEĞİL kapısında yayılım gecikme sürelerinin göstermektedir

Güç Harcaması (Power Dissipation) : Bir lojik kapıda harcanan güç miktarıdır

Harcanan güç dc besleme gerilimi ile çekilen akımın çarpımı ile elde edilir ve ‘mW’ cinsinden ifade edilir

Bir lojik kapı tarafından çekilen akım çıkışın durumuna göre değişeceğinden harcana güç, çıkışın Lojik-1 ve Lojik-0 olduğu iki durum için hesaplanan güçlerin ortalaması alınarak bulunabilir

Çıkış Kapasitesi (Fan Out) : Bir lojik kapının aynı entegre ailesinden sürebileceği maximum yük sayısına çıkış kapasitesi (Fan Out) adı verilir

Örneğin bir standart TTL kapısının çıkış kapasitesi 10 ise bu kapının sürebileceği maximum yük sayısı standart TTL ailesinden 10 adet kapı girişidir

Bundan fazla kapı girişi bağlanması durumunda girişin sürülmesi için yeterli akım sağlanamayacaktır

Hız-Güç Üretimi (Speed Power Product) : Sayısal devrelerin performansını ölçmek üzere üreticiler tarafından özel olarak eklenen bir karakteristiktir

Yayılım gecikmesinin ve özel ferkanslardaki güç harcamasının çarpımından elde edilir

Hız- Güç Üretimi(SPP) Joule ile tanımlanır, J sembolü ile gösterilir

Örneğin TTL ailesine
ait 74LS serisi için 100kHz frekansındaki Hız-Güç üretimi aşağıdaki gibi hesaplanır;
SPP=(10ns)

(2mW) =20pJ

Not: CMOS ailesinde yayılım gecikmesi (propagasyon delay) besleme gerilimine
(Vcc) bağlıdır

Güç harcaması(power dissipation) ve çıkış kapasitesi (fan out) ise frekansın bir fonksiyonudur

07-11-2009	#4
Şengül Şirin	Cevap : Sayısal (Dijital) Elektronik - Lojik Kapılar Ve Devreler 322 CMOS ( TAMAMLAYICI MOS LOJİK) CMOS terim olarak tamamlayıcı MOS Lojik (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ifadesinin kısaltılması olarak kullanılmaktadır Entegre devrelerinin tasarımında alan etkili transistörler kullanılmıştır Logic fonksiyonlar aynı kalmakla beraber TTL ve CMOS yapım teknolojilerinde kullanılan araçlar farklıdır Devre teknolojileri lojik fonksiyonlarda değil sadece performans karakteristiklerinde değişiklik gösterir CMOS ailesi temel olarak metal kapılı CMOS ve silikon kapılı CMOS olmak üzere iki ayrı işlem teknolojisi katagorisine ayrılır Eski metal kapılı teknoloji 4000 serisinden oluşurken, yeni silikon kapılı teknolojiler ise 74C, 74HC ,74HCT serisinden oluşur CMOS ailesine ait bütün 74 serisi, TTL’ ler ile bacak ve fonksiyon uyumludur Yani TTL ve CMOS entegreler aynı sayıda ve benzer giriş, çıkış, besleme gerilimine (Vcc) sahiptir Ayrıca 74HCT serisi TTL ile voltaj seviyesi uyumludur 74HCT serisinin 74C ve 74HC serileri ile bağlanması için özel bir gereksinim yoktur TTL ile CMOS ailesi arasındaki farklılıklar performans karakteristiklerinde yatar 323 PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİ Yayılım Gecikmesi (Propagasyon Delay) lojik devrelerde karşılaşılan en önemli karakteristiklerden biridir Lojik devrenin veya kapının hız limitleri bu karakteristik ile belirlenir Lojik devrelerde kullanılan yüksek hızlı veya düşük hızlı terimleri yayılım gecikmesi referans alınarak belirlenir Eğer bir lojik devrenin veya kapının yaylım gecikmesi ne kadar kısa ise devrenin veya kapının hızı o kadar yüksektir Yaylım gecikmesi sayısal devrenin veya kapının girişlerindeki değişime bağlı olarak çıkışta meydan gelen değişim arasındaki zaman farkıdır Mantık kapılarında iki yaylım gecikmesi süresi tanımlanır tPHL : Çıkış sinyalinin Lojik-1’den Lojik-0’a geçme süresi Bu süre giriş sinyali üzerinde belirlenen genel bir referans noktası ile çıkış sinyali üzerindeki aynı referans noktası arasındaki fark olarak belirlenir tPLH : Çıkış sinyalinin Lojik-0’dan Lojik-1’e geçme süresi Bu süre giriş sinyali üzerinde belirlenen genel bir referans noktası ile çıkış sinyali üzerindeki aynı referans noktası arasındaki fark olarak belirlenir Şekil -318 bir DEĞİL kapısında yayılım gecikme sürelerinin göstermektedir Güç Harcaması (Power Dissipation) : Bir lojik kapıda harcanan güç miktarıdır Harcanan güç dc besleme gerilimi ile çekilen akımın çarpımı ile elde edilir ve ‘mW’ cinsinden ifade edilir Bir lojik kapı tarafından çekilen akım çıkışın durumuna göre değişeceğinden harcana güç, çıkışın Lojik-1 ve Lojik-0 olduğu iki durum için hesaplanan güçlerin ortalaması alınarak bulunabilir Çıkış Kapasitesi (Fan Out) : Bir lojik kapının aynı entegre ailesinden sürebileceği maximum yük sayısına çıkış kapasitesi (Fan Out) adı verilir Örneğin bir standart TTL kapısının çıkış kapasitesi 10 ise bu kapının sürebileceği maximum yük sayısı standart TTL ailesinden 10 adet kapı girişidir Bundan fazla kapı girişi bağlanması durumunda girişin sürülmesi için yeterli akım sağlanamayacaktır Hız-Güç Üretimi (Speed Power Product) : Sayısal devrelerin performansını ölçmek üzere üreticiler tarafından özel olarak eklenen bir karakteristiktir Yayılım gecikmesinin ve özel ferkanslardaki güç harcamasının çarpımından elde edilir Hız- Güç Üretimi(SPP) Joule ile tanımlanır, J sembolü ile gösterilir Örneğin TTL ailesine ait 74LS serisi için 100kHz frekansındaki Hız-Güç üretimi aşağıdaki gibi hesaplanır; SPP=(10ns)(2mW) =20pJ Not: CMOS ailesinde yayılım gecikmesi (propagasyon delay) besleme gerilimine (Vcc) bağlıdır Güç harcaması(power dissipation) ve çıkış kapasitesi (fan out) ise frekansın bir fonksiyonudur __________________ Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır