ЎЗБЕКИСТОН АЛОҚА, АХБОРОТЛАШТИРИШ ВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ДАВЛАТ ҚЎМИТАСИ

 

ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ

 

 

 

 

 

 

 

«Электроника ва радиотехника»

кафедраси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СХЕМОТЕХНИКА

 

фанидан амалий ишлари учун

услубий кўрсатмалар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТОШКЕНТ 2014

УДК 621.385.1

 

Арипов Х.К., Атаниязов А.К., Мирхабибова Д.

 

Таълим йўналишларида таълим олаётган талабалар учун схемотехника фанидан амалий ишлари учун услубий кўрсатмалар. ТАТУ, 2014.

 

 

Мазкур амалий ишлари бўйича услубий кўрсатмаларда кенг тарқалган рақамли интеграл микросхемаларнинг характеристика ва параметрларини тажриба асосида аниқлаш усуллари берилган.

 

 

 

© Тошкент ахборот технологиялари университети

1-Амалий машғулот

 

ИМС тайёрлаш технологияси ва классификацияси билан танишиш

 

Ишнинг мақсади: ИМС тайёрлаш технологиясининг асосий босқичлари, уларнинг топологияси билан танишиш ва ИМС белгиланиш тизимини ўрганиб чиқиш.

 

0

 

 

 

1

2

 

 

3

4

 

 

 

5

 

6

7

 

8

 

 

 

 

9

 

Амалий ишини бажариш учун топшириқ:

 

1. Намойиш қилувчи макет ва кўргазмали қуроллар билан танишиб чиқинг.

2. Берилган мажмуадаги ИМСнинг номерини, турининг классифи-кациясини ва ҳар бир ИМС туркумини аниқланг.

3. Маълумотномадан фойдаланиб ўрганилаётган ИМСга характеристика беринг: бажарадиган вазифаси, қўлланиш соҳаси, асосий электр параметрлари.

4. ИМС тайёрлаш асосий босқичларидан фойдаланиб, ИМС тайёрлаш технологик босқичларининг кетма-кетлиги ҳақида умумий баён беринг ва уларга қисқача характеристика беринг.

5. Рим ўтказгич пластина намунасининг микроскопнинг кўриниш соҳасига ўрнатинг, аниқ тасвирга эришинг ва кўринаётган тасвирни чизиб олинг.

6. Кузатилаётган тасвир қайси технологик босқичга тааълуқли.

7. Микроскоп остида тугалланган кичик ва ўрта даражали интеграциядаги ИМС топологиясини кўрикдан ўтказинг.

 

Назорат саволлари

 

1.  Нима сабабли транзисторли тузилма турли ИМС элементлари ясашда асосий ҳисобланади?

2.  Интеграл микросхема элементларини изоляцияси қандай амалга оширилади?

3.  Планар ва планар-эпитаксиал технологияда ясалган транзисторлар бир-биридан нимаси билан фарқ қилади?

4.  Рақамли ва аналог ИМСларнинг мураккаблик даражаси (интеграция даражаси) қандай аниқланади?

5.  Аналог ИМСларда қандай сигналлар қайта ишланади? Рақамлидачи?

 

2-Амалий машғулот

 

Мантиқий элементлар устида амаллар.

Буль алгебраси операциялари

 

Рақамли техникада иккита ҳолатга эга бўлган, нол ва бир ёки “рост” ва “ёлғон” сўзлари билан ифодаланадиган схемалар қўлланилади. Бирор сонларни қайта ишлаш ёки эслаб қолиш талаб қилинса, улар бир ва нолларнинг маълум комбинацияси кўринишида ифодаланади. У ҳолда рақамли қурилмалар ишини таърифлаш учун махсус математик аппарат лозим бўлади. Бундай математик аппарат Буль алгебраси ёки Буль – мантиқи деб аталади. Уни ирланд олими Д. Буль ишлаб чиққан.

Умумий ҳолда, мантиқий ифодалар ҳар бири 0 ёки 1 қиймат олувчи    х1, х2, х3, …хn мантиқий ўзгарувчилар (аргументлар)нинг функцияси ҳисобланади. Агар мантиқий ўзгарувчилар сони n бўлса, у ҳолда 0 ва 1  лар ёрдамида 2n   та  комбинация ҳосил қилиш мумкин. Масалан, n=1 бўлса: х=0 ва х=1;  n=2 бўлса: х1х2=00,01,10,11 бўлади. Ҳар бир ўзгарувчилар мажмуи учун у 0 ёки 1 қиймат олиши мумкин. Шунинг учун n та ўзгарувчини та турли мантиқий функцияларга ўзгартириш мумкин, масалан, n=2 бўлса 16, n=3 бўлса  256,  n=4 бўлса   65536 функция.

n ўзгарувчининг рухсат этилган барча мантиқий функцияларини учта асосий амал ёрдамида ҳосил қилиш мумкин:

- мантиқий инкор (инверсия, ЭМАС амали), мос ўзгарувчи устига “–” белги қўйиш билан амалга оширилади;

- мантиқий қўшиш (дизъюнкция, ЁКИ амали), “+” белги қўйиш билан амалга оширилади;

- мантиқий кўпайтириш (конъюнкция, ҲАМ амали), “·” белги қўйиш билан амалга оширилади.

Ифодалар эквивалентлигини ифодалаш учун “=” белгиси қўйилади.

Мантиқий функциялар ва амаллар турли ифодаланиш шаклларига эга бўлишлари мумкин: алгебраик, жадвал, сўз билан ва шартли график (схемаларда). Мантиқий функцияларни бериш учун мумкин бўлган аргументлар мажмуидан талаб қилинаётган мантиқий функция қийматини  бериш етарли. Функция қийматларини ифодаловчи жадвал ҳақиқийлик жадвали деб аталади.

2.2, 2.3 ва 2.4 – жадвалларда иккита ўзгарувчи х1, х2 учун мантиқий амалларнинг алгебраик ва жадвал  ифодаси келтирилган.

 

2.2 – жадвал

Инверсия амали ҳақиқийлик жадвали

х

у =

0

1

1

0

2.3 – жадвал

Дизъюнкция амали ҳақиқийлик жадвали

х1

х2

у = х1+ х2

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

2.4 – жадвал

Конъюнкция амали ҳақиқийлик жадвали

х1

х2

у = х1· х2

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

 

2.5 – жадвал

Мантиқ алгебрасининг асосий аксиома ва қонунлари

 

Аксиомалар

0+х=х

0·х=0

1+х=х

1·х=х

х+х=х

х·х=х

х+=1

х·=0

=

Коммутативлик қонунлари

х1+ х2= х2+ х1

х1 · х2= х2· х1

Ассоциативлик қонунлари

х1+ х2+ х3= х1+ (х2+ х3)

х1 · х2 · х3= х1 · (х2 · х3)

Дистрибутлик қонунлари

х1 · (х2 + х3) =  (х1 · х2) +  (х1 · х3)

х1 + (х2 ·  х3) =  (х1 + х2) ·  (х1 + х3)

Дуаллик қонунлари  (де-Морган теоремаси)

 

Ютилиш қонунлари

х1+ х1· х2= х1

х1 · (х2 +  х2) = х1

 

Мантиқий амалларни кўриб чиқиш учун 2.5-жадвалда келтирилган аксиома ва қонунлар қаторидан фойдаланамиз.

Ассоциативлик қонунларидан фойдаланиб, кўп ўзгарувчи (n>2) ихтиёрий мантиқий функциясини иккита ўзгарувчи функциялар комбинацияси кўринишида ифодалаш мумкин.= 16 иккита ўзгарувчи функцияларининг тўлиқ мажмуи 2.6–жадвалда келтирилган. Функцияларнинг ҳар бири х1 ва х2 ўзгарувчилар устидан амалга ошириш мумкин бўлган 16 та мантиқий амал комбинациядан бирини билдиради ва улар ўз номи ва шартли белгисига эга.

2.6 – жадвал

Икки ўзгарувчи учун тўлиқ мантиқий функциялар мажмуи

 

х1, х2 қийматлари ва у0… у15 функциялар

Конъюнкция, дизъюнкция, инкор амал-лари орқали ифодаланиши

Амаллар-нинг асосий белгиси

Функция номи

Мантиқий элемент номи

х1   0   0   1   1

х2   0   1   0   1

у0   0   0   0   0

у0  = 0 

 

нол

константаси

“нол”

генератори

у1      0   0   0   1

у1   = х1 · х2      

конъюнкция, мантиқий кўпайтириш

конъюнктор, “ЁКИ”схемаси

у2      0   0   1   0

у2 =     

х1 = х2      

х2 бўйича таъқиқ

х2 бўйича  “ЭМАС” схемаси

у3      0   0   1   1

у3 = х1         

 

х1 бўйича тавтология

х1 бўйича такрорлагич

у4      0   1   0   0

у4 =         

х2 = х1      

 х1 бўйича таъқиқ

х1 бўйича  “ЭМАС” схемаси

у5      0   1   0   1

у5 = х2                   

 

х2 бўйича тавтология

х2 бўйича такрорлагич

у6      0   1   1   0

у6 =

х1  х2      

истисноли “ЁКИ”,

мантиқий тенгмаъно-лик эмас

истисноли “ЁКИ” схемаси

 

у7      0   1   1   1

у7 = х1 + х2      

дизъюнкция, мантиқий қўшиш

дизъюнктор, “ҲАМ” схемаси

у8      1   0   0   0

у8 = 

 

дизъюнкция инкори, Пирс стрелкаси, Вебб функцияси,

ЭМАС - ЁКИ

амали

Пирс элементи,

“ЭМАС-ЁКИ”

схемаси  

(“ЁКИ-ЭМАС”)

у9      1   0   0   1

у9 =

 

х1 ~ х2      

эквивалентлик, тенг-маънолик

солиштириш

схемаси

у10    1   0   1   0

у10 =        

инверсияси

х2 инвертори

у11    1   0   1   1

у11 =      

 

х2 дан х1 га импликация 

х2 дан импликатор 

у12    1   1   0   0

у12 =       

х1 инверсияси

х1 инвертори

у13    1   1   0   1

у13 =              

 

х1 дан  х2 га импликация 

х1 дан импликатор 

у14    1   1   1   0

у14 =        

х1 / х2      

Шеффер

штрихи, ”ҲАМ-ЭМАС”

амали

Шеффер элементи, ”ҲАМ-ЭМАС” схемаси  

у15    1   1   1   1

у15  =  1  

 

бир

константаси

“бир”

генератори

 

3-Амалий машғулот

 

ҲАМ-ЭМАС, ЁКИ-ЭМАС асосидаги МЭ

функциялари устида амаллар

 

Асос

ЭМАС

ҲАМ

ЁКИ

ҲАМ-ЭМАС

у1 ==

y2 =х1×х2=

y3 =х1+х2=

ЁКИ-ЭМАС

y4 ==

y5 =х1×х2=

y6=х1+х2=

 

 

№

Масала

1.                   

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 4ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

2.                   

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 4ҲАМ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

3.                   

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 4ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

4.                   

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 4ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

5.                   

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 4ЁКИ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

6.                   

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 4ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

7.                   

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 5ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

8.                   

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 5ҲАМ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

9.                   

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 5ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

10.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 5ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

11.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 5ЁКИ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

12.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 5ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

13.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 6ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

14.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 6ҲАМ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

15.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 6ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

16.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 6ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

17.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 6ЁКИ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

18.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 6ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

19.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 7ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

20.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 7ҲАМ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

21.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 7ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

22.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 7ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

23.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 7ЁКИ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

24.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 7ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

25.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 8ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

26.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 8ҲАМ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

27.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 8ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

28.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 8ЁКИ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

29.               

2ҲАМ-ЭМАС МЭ асосида 8ЁКИ-ЭМАС мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

30.               

2ЁКИ-ЭМАС МЭ асосида 8ҲАМ мантиқий элементини бажарувчи блок схемани ҳосил қилиш.

 

4-Амалий машғулот

 

БИР ТУРДАГИ МДЯ-ТРАНЗИСТОР ВА КОМПЛЕМЕНТАР МДЯ-ТРАНЗИСТОР АСОСИДАГИ МАНТИҚИЙ ЭЛЕМЕНТЛАР

 

4.1. МДЯ ва БТлар асосидаги инверторларни таққослаш

 

№

МДЯ – транзисторлар асосидаги инвертор схемалари

БТлар асосидаги инвертор схемалари

1

2

3

 

 

4.2. n-МДЯ транзисторлари асосидаги 2ҲАМ-ЭМАС ва 2ЁКИ-ЭМАС МЭ принциал схемалари

 

4.1-жадвал. n-МДЯ транзистор асосидаги 2ҲАМ-ЭМАС ва 2ЁКИ-ЭМАС МЭ схемаларини ҳолат жадвали

 

x1

x2

y=

y=

VT0

VT1

VT2

0

0

1

1

Очиқ

Ёпиқ

Ёпиқ

0

1

1

0

Ёпиқ

Очиқ

1

0

1

0

Очиқ

Ёпиқ

1

1

0

0

Очиқ

Очиқ

 

4.3. КМДЯ транзисторлар асосидаги 2ҲАМ-ЭМАС ва 2ЁКИ-ЭМАС МЭ принциал схемалари

 

4.1-жадвал. n-МДЯ транзистор асосидаги 2ҲАМ-ЭМАС ва 2ЁКИ-ЭМАС МЭ схемаларини ҳолат жадвали

 

x1

x2

y2 =

y=

VT0

VT1

VT2

VT3

VT4

0

0

1

1

Очиқ

Очиқ

Ёпиқ

Очиқ

Ёпиқ

0

1

1

0

Очиқ

Ёпиқ

Ёпиқ

Очиқ

1

0

1

0

Ёпиқ

Очиқ

Очиқ

Ёпиқ

1

1

0

0

Ёпиқ

Очиқ

Ёпиқ

Очиқ

 

№

Масала

1

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 8ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

2

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 8ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

3

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 8ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

4

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 8ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

5

КМДЯ транзисторлар асосидаги 8ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

6

КМДЯ транзисторлар асосидаги 8ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

7

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 7ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

8

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 7ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

9

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 7ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

10

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 7ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

11

КМДЯ транзисторлар асосидаги 7ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

12

КМДЯ транзисторлар асосидаги 7ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

13

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

14

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

15

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

16

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

17

КМДЯ транзисторлар асосидаги 6ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

18

КМДЯ транзисторлар асосидаги 6ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

19

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

20

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

21

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

22

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 6ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

23

КМДЯ транзисторлар асосидаги 6ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

24

КМДЯ транзисторлар асосидаги 6ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

25

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 5ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

26

n-МДЯ транзисторлар асосидаги 5ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

27

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 5ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

28

p-МДЯ транзисторлар асосидаги 5ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

29

КМДЯ транзисторлар асосидаги 5ҲАМ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали

30

КМДЯ транзисторлар асосидаги 5ЁКИ-ЭМАС мантиқ элементининг схемаси ва ҳолат жадвали