Діаграми потенціальних та імпульсних сигналів

Елементи комп'ютерів класифікують за такими ознаками:

• використовуваним фізичним приладам;

• виду інформаційних сигналів;

• функціональним призначенням;

• конструктивно-технологічному виготовленню;

• рівню і ступеню складності.

За типом фізичних приладів розрізняють наступні елементи: побудовані на електронних лампах - перше покоління; на транзисторах - друге покоління; на ІМС малої і середньої ступені інтеграції - третє покоління; на великих і надвеликих ІМС - четверте покоління.

По виду інформаційних сигналів виділяють:

• потенційні елементи - використовуються тільки потенційні сигнали;

• імпульсні елементи - використовуються тільки імпульсні сигна. > и;

• потенційно-імпульсні елементи - використовуються потенційні й імпульсні сигнали.

За функціональним призначенням елементи комп'ютерної схемотехніки поділяються на такі класи:

логічні елементи, призначені для виконання логічних операцій - НЕ, І, АБО, НЕ І, НЕ АБО, НЕ І АБО та ін .;

запам'ятовуючі елементи - тригери, призначені для зберігання значення однієї двійковій змінної - нуля або одиниці, тобто одного біта інформації;

допоміжні елементи (підсилювачі, формувачі, перетворювачі сигналів, часового узгодження, генератори імпульсів), Призначені для забезпечення роботи елементів перших двох класів.

За конструктивно-технологічному виготовленню елементну базу сучасної комп'ютерної схемотехніки складають інтегральні мікросхеми. Це - мікроелектронні вироби з високою щільністю упаковки електрорадіоелементів (резисторів, діодів, транзисторів) і з'єднань між ними. З точки зору специфікації, випробувань, поставки і експлуатації ІМС розглядаються як єдине ціле. Мікросхеми класифікують за такими основними ознаками:

• технології виготовлення - напівпровідникові, гібридні, плівкові;

• конструктивного оформлення - корпусні і безкорпусні;

• формі обробки інформації - аналогові, цифрові та аналого цифрові;

• ступеня інтеграції (складності) - малі, середні, великі, надвеликі і ультрабольшіе;

• типом активних елементів - побудовані на біполярних і МОП- транзисторах;

• області застосування - широкого застосування, спеціалізовані, в тому числі замовні і напівзаказні;

• використовуваних матеріалах - кремнієві, арсенід-галліезие;

• перспективним напрямкам - кріомікроелектронні, акустоелектронні, оптоелектронні, молекулярної електроніки.

Набір цифрових мікросхем із загальними конструктивно-технологічними та схемотехнічними ознаками утворює серію ІМС. У комп'ютерній схемотехніці широко застосовуються цифрові напівпровідникові корпусні ІМС на основі кремнію і арсеніду галію. У напівпровідникових ІМС всі компоненти і з'єднання між ними виконані в обсязі і на поверхні кристала площею від 4 до 100 мм2. У гібридних ІМС навісні компоненти кріпляться на поверхні діелектричної підкладки. У плівкових ІМС всі компоненти і з'єднання між ними виконані у вигляді тонких плівок на діелектричній підкладці.

Логічні, схемотехнічні й експлуатаційні властивості логічних елементів визначаються сукупністю характеристик і параметрів, до яких відносять:

• функції логічних елементів;

• логічні угоди;

• коефіцієнти об'єднання по входу і виходу;

• коефіцієнт розгалуження;

• швидкодія;

• потужність споживання;

• робота перемикання;

• вхідні і вихідні напруги і струми;

• статична і динамічна завадостійкість;

• надійність елементів;

• допустимі величини механічних впливів, діапазони тиску і температури навколишнього середовища, стійкість до радіаційних впливів;

• маса, вартість і конструктивне оформлення.

У більшості випадків зазначені характеристики і параметри відносяться і до ІМС, на яких реалізовані логічні елементи.

Коефіцієнт об'єднання по входу Ni характеризує число логічних входів логічного елемента - зазвичай 1, 2, 3, 4 або 8.