4 - лаборатория иши (4 соат)

АНАЛОГ ВА РАКАМЛИ ИНТЕГРАЛ МИКРОСХЕМАЛАРНИНГ БАЪЗИ ТУРЛАРИ БИЛАН ТАНИШИШ

Ракамли  ИМС.

Ишнинг максади:

Ракамли ИМС-нинг асосий параметрларини тажрибада аниклаш.

1. Укув топширигининг мазмуни.

1.1. Микросхема турини белгиланишидан аниклаш ва унинг паспорт параметрларини ёзиб олиш (Лаборатория ишларининг иловасига каранг).

1.2. Юклама каршили R_ю - нинг хар хил кийматларида узатиш характеристикаси U_чик к F(U_кир) ни улчаш.

1.3. Узатиш  характеристикасидан   ракамли  ИМСлар  утиш    параметр-ларини аниклаш (1-булимга каранг)

2.-топширикни бажариш учун методик курсатмалар.

2.1. Иш бажариш тартиби:

Лаборатория иши МЭ макетида бажарилади, бу макетнинг баёни ва схемаси 3-булимда курсатилган.

2.1.1. МЭ макети билан танишиш.

2.1.2. ИМС паспорт параметрларини ёзиб олиш.

2.1.3. "Тармок" тумблерини ёкиш.

2.1.4. Асбоблар кутбларини улаш коидасига риоя килган холда, Ем чикишга V2 волтьметрни улаб, манбадаги кучланиш кийматини текшириш. Манбадаги кучланиш 5+0.2В булиши керак. Манбадаги кучланиш йук булса, укитувчини огохлантириш.

2.1.5. "Тармок" тумблерини учириш.

2.1.6. Электр занжирни 2- расмга мувофик йигиш (2- расм).

2-расм

Бунинг учун "U_кир" - ини кутбларга риоя килган холда ИС нинг 1-ва 7-инларига ва V1 вольтметр клеммалари билан уланади. 7-ин ИС нинг чикиши
V2 вольтметр ва R_ю - каршилиги билан уланади.

2.1.7. "Тармок" тумблерини ёкиш.

2.1.8. U_чик к F(U_кир) богликликни, яъни R_ю к ∞ булганда вольтметр V2 курсатмаларини вольтметр V1 курсатмаларига богликлигини улчаш. (ИСнинг чикиши  факат вольтметрнинг  ички  каршилигига юкланган) U_кир нинг  киймати "U_кир" ростлагичлари ёрдамида узгартирилади. Натижалар
1-жадвалга   киритилсин.

1-жадвал

Uкир Rю	0
¥
1 кОм
400 кОм
150 кОм

Изох: ИСнинг киришига катта кучланиш берилса, ИСнинг чикишида (U_чик) кичик катталикдаги кучланишга эга буламиз. Шунинг учун улчаш учун V2ни мос тумблер ёрдамида шкалани (0-1)В холатга утказиш керак. U_чик улчаб булингандан кейин бу тумблерни (0-5)В холатига утказиш керак.

2.1.9. U_чиккF(U_кир) богликликни 1-жадвалда курсатилган резисторнинг R_ю бошка іийматларида хам улчаш.

2.1.10. "Тармок" тумблерини учириш.

2.1.11. Натижаларни укитувчига курсатиш ва унинг рухсати билан улчашнинг навбатдаги бандига утиш.

2.2. 1-Топширик натижаларини кайта ишлаш.

2.2.1. R_ю  хар хил кийматларида U_чик кF(U_кир) узатиш характеристикасининг графигини чизиш.

2.2.2. Статик характеристикаларни  асосий параметрларини аниклаш
(1-булимга каранг);

а) U^/ киймати (мантикий 1 кучланиши) U_кирк 0 булгандаги ва берилган R_ю юкламада худди U_чик кийматидай аникланади;

б) U⁰_чик киймати (мантикий 0 кучланиши) U_чик к F(U_кир) нинг пастки горизонтал кисмидаги U_чик кийматидай аникланади;

в) олинган U, U⁰ кийматларидан DU_m к U^/ - U⁰ мантикий утиш киймати топилади.

г) U_м нинг U_чикк0.9 U^/_чик кийматига мос келувчи шовкинга чидамлилиги статик мантикнинг киришидаги кучланиш U_кир киймати билан матикий "0" кучланиши оширмаси сифатида аникланади.

U_mкU_кир(0.9U¹)-U⁰ _кир.

U⁰_кир чегаравий киймат деганда U_чик киймати 50% U¹_чик га мос келувчи U_кир киймати тушунилади.

2- расм

2.3. 1-топширик юзасидан хисобот тайёрлаш тартиби.

Хисобот куйидагилардан иборат булиши керак.

2.3.1. Ракамли ИС схемаси ва унинг паспорт параметрлари (2.1.2.)

2.3.2. U_т ишлаш принципининг кискача таърифи ва унинг функционал вазифасининг характеристикаси.

2.3.3. Улчаш схемаси, улчовлар жадвали ва графиги U_чиккF(U_кир), R_юкconst.

2.3.4. Хисобланган асосий параметрлар (2.2.1.-2.2.3. лар)

2-укув топширигининг мазмуни.

3. ¤іув топширигининг мазмуни.

3.1. J_кир1 ва J_кир2 киришлардаги J_кир іийматини аниклаш.

3.2. Р_кир киришидаги истеъмол кувватини аниклаш.

3.3. Р_кир._экв.кийматини аниклаш.

3.4. Истеъмол килиш куввати Р_{урт.ист.} аниклаш.

3.5. ИМС-ни юклама катталигини аниклаш.

2-топширигни бажариш буйича методик курсатмалар.

4.1. Топширик бажариш тартиби.

4.1.1. 2.1.3.-2.1.5. бандларини кайтариш.

4.1.2. 3- расм буйича электр занжирини йигиш.

3-расм

4.1.3. "Тармок" тумблерини ёкиш.

4.1.4. J_кир1, J_кир2-ни аниклаш.

J_кир ни аниклаш миллиамперметр курсатмасидан олинади. Кириш кучланишининг иккита киймати:U^о_кир(0.2В) ва U¹_кир(3В) да 2-3расмда курсатилгандек занжирнинг 1 ва 2-киришига уланади. Натижалар 2-жадвалга ёзилади.

2-жадвал

Uкир	Jкир1	Jкир2	Pкир1	Pкир2	Rкир1	Rкир2	Rкир.экв
U^0кир0.2В
U^1кир3В

4.1.5. 4.1.4. банд улчовлар натижасидан хар бир кириш учун Р^о_кир ва Р¹_кир

аникланади (утказиш кувватлари)

P^о_кир1 к J^о_кир1 U^о_кир             P¹_кир1 к J¹_кир1 U¹_кир1

P^о_кир2 к J^о_кир2 U^о_кир             P¹_кир2 к J¹_кир2 U¹_кир2

4.1.6.Маълум J_кир1, J_кир2 кийматларидан кириш кучланишнинг хар бир киймати учун R_{кир экв} аникланади. (2-жадвалга каранг).

                                           U^о_кир1     U^о_кир2

                                            ------  +  -------       

                R₁^о  +  R₂^о     J_кир1       J_кир2         U^о_кир(J^о_кир1 + J^о_кир2) 

R^о_{кир,экв} к --------- к --------------------- к -------------------------

                     2                      2                 2×J^о_кир1×J^о_кир2

                     U¹_кир(J¹_кир1 + J¹_кир2)

R¹_{кир,экв} к -----------------------------

                         2×J¹_кир1×J¹_кир2

Бундай йул билан топилган R_{кир,экв} ИСнинг эквивалент кириш каршилигининг урта киймати хакида тасаввурга эга булишга ёрдам беради.

4.1.7. Манъбадан истеъмол килинадиган кувватни аниклаш учун 4 расмга электр занжири йигилади.

               Р¹+Р^о

Р_{урт.ист} к ---------

                  2

P^окJ^о_ист E_м             P₁кJ¹_ист E_м

J^о_ист, J¹_ист-U_кирк0.2В ва U_кирк3B булгандаги миллиамперметрнинг курсатмаси

4- расм

Изох: J^о_ист ва J¹_ист аникланаётганда ИМСнинг схемотехник турига эътибор бериш керак. Агар текширилаётган ИМС якка (алохида) мантикий элемент булса, у холда миллиаперметрнинг курсатмаси бевосита J^о_ист ва J¹_ист катталикларга мос келади. Агар ИМС икки ёки ундан к´п бир хил мантикий элементлардан ташкил топган б´лса, у µолда миллиамперметрнинг к´рсатмаси J^о_ист ва J¹_ист нинг мос равишда бир неча бор катта кийматига мос келади.

4.1.8. ИМС нинг юклама кобилятини аниклаш. Текширилаётган ракамли ИМС юклама кобилятининг коэффицентини аниклашда юклама каршилиги R_ючег ва R_кирэкв чегаравий кийматини билиш керак.R_{кир.экв} киймати 4.1.6 банддан маълум.

Юклама каршилигининг чегаравий киймати деб, шу каршиликнинг U_чик чикиш кучланишининг U_{кир.чег.} чегаравий кучланиш кийматига тенг булиб коладиган кийматига айтилади.

R_ючег -ни топиш учун 5- расмдаги схема йигилади.Кириш кучланиши нолга тенгланади. ИС нинг чикишига вольтметр ва берилган каршиликлар мажмуи учун максимал булган R_ю каршилик резистори уланади.

U_чик киймати улчанади ва R_ю киймати билан бирга 3-жадвалга ёзилади.

Кейин навбатдаги резистор уланади U_чик да мос келувчи катталиги улчанади ва 3-жадвалга ёзилади. Жадвални олган R_ю ва U_чик куш кийматлар натижасида U_чикк f (R_ю) богликлик графиги курилади (6- расмга каранг)

5- расм

Бу графикдан U_{кир.чег} чегаравий кийматга мос келувчи R_ючег киймати аникланади (1 топширик натижаларига каранг)

Маълумки юклама кобилиятининг коэффиценти бу худди шундай ИС чикиши уланиши мумкин булган бир хил ИС ларнинг максимал сони. Бу ердан шубхасиз бу сон бош ИС нинг U^/_3чик кучланиши уланаётган ИС кир кучланишининг энг кичик чегаравий киймати даражасига тушиб кетмаслик шарти билан аникланади.

Агар уланаётган ИС сони n-га тенг б´лса, бу тизимнинг (параллел уланган) эквивалент кириш каршилиги R_кирэкв /n-га тенг б´лади. Агар бу катталик R_ючег кийматидан катта булса, у холда бош ИС нинг U_чик кучланиши хам чегаравий кийматдан паст булмайди. Демак

     R_{кир.экв}

----------  ≥  R_ючег

     n

Бу ердан, юклама кобилятининг коэффиценти R_{кир.экв.}/R_ючег нисбатидаги бор энг якин бутун сонга кичик сонлар томонидан тенг булади.

3-жадвал

R_ю

U_чик

6- расм

4.2.   2-топширик буйича натижаларни кайта ишлаш.

4.2.1. Текширилаётган ракамли ИМСнинг параметрларини аниклаш (4.1.4-4.1.7 бандлар)

4.2.2.U_кирк0 булса U_чиккF(R_ю) богликлик графигини куриш ва R_ючег. аниклаш.

4.2.3. Юклама кобилятининг коэффицентини хисоблаш.

4.3. 2-топширик буйича хисобот тайёрлаш тартиби.

Хисобот куйидагилардан иборат булиши керак.

4.3.1. Тадкик килиш схемаси, улчов жадваллари ва графиклар (4.1.4.-4.1.8

бандлар)

4.3.2. Хисобланган параметрлар:P^/_кир, P^о_кир, R_{кир. экв},P_{урт. ист},  n.

АНАЛОГ  ИМС

          Ишнинг максади: Аналог ИМС лар ва уларнинг характеристикалари билан тажрибада танишиш.

1. ¤іув топширигининг мазмуни.

1.1. Паспортда ёзилган маълумотларни ёзиб олиш.

1.2. Частота характеристикасини,яъни  кучланиш б´йича кучайтириш коэффицентини частотага богликлигини улчаш.

1.3. Ишчи диапазоннинг урта частотасини аниклаш.

1.4. Ишчи частота диапозонини аниклаш.

1.5. Кириш каршилиги R_кир аниклаш.

1.6. Чикиш каршилиги R_чик аниклаш.

1.7. Манбадан истеъмол килинаётган кувват Р_ист. кийматини аниклаш.

2. Лаборатория иши бажариш б´йича методик курсатмалар.

2.1. Иш бажариш тартиби.

2.1.1. МЭ макети билан танишиш.       

2.1.2. Паспортда берилган маълумотларни ёзиб олиш ва белгиланишга караб микросхема турини аниклаш (методик курсатмалар иловасига каранг).

2.1.3. Макет ва ТГ ни манбага уламай туриб, ИМС ни тадкик этиш учун
7-расмга мувофик электр занжирини йигинг.

7- расм

 ТГ-товуш генератори, МС-микросхема, С1, С2- булувчи конденсаторлар; ЛВ-лампали вольтметр. Пунктир чизик билан ЛВ улаш варианти курсатилган. R_ю-макетга курилган юклама каршилик.

2.1.4. Макетни манба тармогига улаш ва "регU_m" потенциометри урнатгичи ёрдамида макетдаги вольтметрдан U_m кучланиш  манбаънинг номинал кийматини урнатиш.

2.1.5. Частота характеристикасини улчаш учун куйидагиларни бажариш керак:

а) ТГ чикиш кучланиши ростлагичини "0" кийматига куйиш ва ТГни учириш;

б) ТГ чикишда амплитудаси (1.5+2.5)мВ частотаси эса 20 Гц булган сигнал урнатиш;

ТГдаги сигнал амплитудаси вактинча МСнинг киришига уланган лампали вольтметр билан улчанади:

ЛВни юклама каршиликга кайта улаб, чикишдаги сигнал амплитудасини U_чик улчаш.

Натижаларни 1-жадвалга ёзиш.

1-жадвал.

f Гц	20	200	2000	10000	20000	50000	2˙10^5
Uчик
Кu

г) 200 Гц частотани урнатиш, олдин урнатилган кириш кучланиши киймати узгармаганлигига ишонч хосил килгач, шу частодадаги U_чик ни улчаш.

д) Худди шундай улчамлари 1-жадвалда курсатилган хамма частоталарда улчаш;

е) Хар бир частота учун K_u кучланиш коэффицентини хисоблаш ва натижасини 1-жадвалга ёзиш;

1-жадвал асосида ярим логарифм масштабда K_uк j (f) графиги курилади (ордината уки буйлаб K_u киймати, абцисса уки буйлаб частотанинг логарифм киймати Lg f  кўйилади).

2.1.6. Ишчи частоталар диапазони K_uк j (f)    графигидан K_uк0.7*Ku max  

кийматига мос келувчи частоталар орасидаги масофа каби аникланади.

2.1.7. Ишчи частоталар диапазони уртасига мос келувчи кучланиш коэффицентини аниклаш.

2.1.8. ИМС кириш каршилиги R_кир.ни аниклаш. Бунинг учун, ИМС киришига кетма-кет кушимча каршилик R_куш. улаш керак (3- расм) ва куйидагиларни бажариш лозим:

а) ТГ да 1000 Гц сигнал частотасини урнатиш.

б) ТГ да МС чикишдаги кучланиш 0.5В га тенг булган сигнал амплитудасини урнатиш;

8-расм

в) ЛВ билан ТГ даги сигнал кучланиши U_тг (14-нукта) ва МС киришидаги кучланиш U_кир (4-нукта) ни улчаб олиш. Олинган натижаларни 2-жадвалга ёзиш.

г) Худди шундай улчамларни МС чикишдаги кучланиш 0.4В ва 0.6В кийматларни олганда хам бажариш.

2-жадвал

Uчик, В	Uтг	Uкир	Rкир
0.4
0.5
0.6

д) U_чик хар бир киймати учун R_кир кийматини хисоблаш ва охирги натижа сифатида шу учта улчов кийматларини урта арифметик кийматини олиш.

е) R_кир хисоблаш учун берилган 3-ифода куйидаги мулохазалар натижасида олиниш мумкин.

ИМС кириш занжирини 7- расмда курсатилган куринишда кабул килиш

мумкин. Бу ерда Rкир. ИМС нинг улчанаётган эквивалент кириш каршилиги.

Бу нисбатдан

9-расм

U_киркJ_кир*R_кир                                      (1)

             U_тг

J_кирк -------------                                    (2)

        R_куш + R_кир

Бу ерда J_кир-ИМС нинг кириш токи;

                 U_кир

Rкир к -------------- * R_куш          (3)

              U_тг - U_кир

2.1.9. ИМС чикиши каршилигини R_чик аниклаш. Бунинг учун 2-расмдаги схема ишлатилади.

ИМС чикишидаги сигнал 400мВ, 1кГц частота катталикда булиши керак. U_кир, U_чик, R_ю кийматлар 3-жадвалга ёзилади.

3-жадвал.

Uкир	Uчик1	Uчик2	Rю1	Rю2	Rчик
Uкир	400mB
Uкир	500mB
Uкир	600mB

Шундан сунг макетга параллел уланган резистор R_ю-га каршилиги R_ю1 булган резистор уланади. Катталиги маълум U_кир киймати узгармаганлигига ишонч хосил килгач яна ЛВ нинг курсатмаси U_чик2 кийматни ёзиб оламиз.

Худди шундай улчамлар U_кир кучланишнинг иккита бошка кийматларида, яъни ИМС чикишидаги кучланиш 500мВ ва 600мВга мос келадиган кийматларида бажарилади. ЛВ нинг биринчи курсатмасини U_чик1, иккинчисини U_чик2 деб белгилаб, R_чик куйидаги нисбатга мос келишини курсатиш мумкин.

                 R_ю(U_чик1 – U_чик2)*R_ю1

R_чик к -----------------------------------                           (4)

            (Rю + Rю₁)U_чик2 – U_чик1*Rю₁

Хакикатдан чикиш занжири (8- расм) курсатилган куйидаги эквивалент схемада берилиши мумкин.

Агар R_ю ва R_ю1 , R_чик.дан анча катта ва сигимнинг эквивалент каршилиги С2 жуда кичик булса, у холда

                  R_ю

U_чик1 к ------------ * K_u U_кир                                       (5)           

             R_чик + R_ю

R_ю1

U_чик2 к ------------- * K_u U_кир                                     (6)  

          R_чик + R_ю1

U₁      R_ю      R_чик + R_ю1

      ---- к -----  * --------------                                               (7)

 U₂     R_ю1      R_чик + R_ю

                      R_ю * R_ю1

   R_ю1 к --------------                                                      (8)

               R_ю + R_ю1

(7) ва (8) ни биргаликда ечиб,(4)ни оламиз. Эслатиб утамиз,(4) ифода факат R_ю>>R_чик ва R_ю1>>R_чик шартларда тугри, чунки бу холда (5) ва (6) ифодаларда K_u кучланиш коэффиценти бир хил деб хисоблаш мумкин.

2.1.10 Истеъмол килинадиган кувватни аниклаш. Бу катталик ИМС нинг

U_m ва 7 нукта оралигидаги манба занжирга уланган. J_m-миллиамперметрнинг курсатмаси сифатида аниклаш мумкин.

3. Хисоб мазмуни.

Хисобот куйидагилардан иборат булиши керак:

3.1. Аналог ИМС схемаси ва унинг паспорт маълумотлари, улчаш схемалари;

3.2. Улчаш жадваллари ва графиклар (2.1.5-2.1.10 бандлар);

3.3. ¤лчана¸тган параметрларнинг хисобланган кийматлари;

3.4. ИМС ишлаш  ва функционал вазифасининг характеристикасининг

кискача баёни.

АДАБИЎТЛАР

1. И.Е. Ефимов. И.Я. Козхрь. Основх микроэлектроники.-М.:Связь, 1975.

2. Справочник по интегральнхм микросхемам под ред. Б.В. Тарабрина.-М.: Энергия, 1977.

3. Справочник по полупроводниковхм диодам, транзисторам и интегральнхм схемам под ред. Н.Н. Горюнова.-М.: Энергия, 1976.

ЭЛЕКТРОНИКА

фанидан  лаборатория 

ишлари  т´плами 2 - іисм.

5 521 900 – Информатика ва информацион технологиялар  й´налиши б´йича  таълим  олувчи  бакалаврлар  учун.

Электрон  ва  квант  асбоблар  кафедрасининг  мажлисида тасдикланган (11- кайднома                

12.11.2001 йил).

Тузувчилар:

Арипов Х.К.

Алимова Н.Б.

Максудов Ж.Т.

Усмонов Б.Ш.

Масъул муµаррир:                   Арипов Х.К.

Муµаррир:                     Абдуллаев А.М.

Таµрирчи:                                Б´стонов Х.Х.