ÖLÜM 3 VE DEVELEI LOJIK KPIL VE DEVELE LOJİK KPIL Sayısal devrelerin tasarımında kullanılan temel devre elemanlarına Lojik kapılar adı verilir. ir lojik kapı bir çıkış, bir veya birden fazla giriş hattına sahiptir. Çıkışı, giriş hatlarının durumuna bağlı olarak Lojik veya Lojik olabilir. ir Lojik kapının girişlerine uygulanan sinyale bağlı olarak çıkışının ne olacağını gösteren tabloya doğruluk tablosu (truth table) adı verilir. VE(ND), VEY(O), DEĞİL(NOT), VEDEĞİL(NND), VEYDEĞİL(NO), ÖZELVEY(EXO) ve ÖZELVEY DEĞİL(EXNO) temel lojik kapılardır. 52
SYISL ELEKTONIK 3.. DOĞULUK TLOLI (TUTH TLE) Doğruluk tabloları sayısal devrelerin tasarımında ve analizinde kullanılan en basit ve faydalı yöntemdir. Doğruluk tablosu giriş değişkenlerinin alabileceği olası bütün durumlar için çıkış ifadesinin ne olduğunu gösteren tablodur. ir doğruluk tablosunda eğer n sayıda giriş değişkeni varsa bu değişkenler olası 2 n sayıda değişik durum alabilirler. Örneğin bir sayısal devrenin iki (n=2) giriş değişkeni varsa bu değişkenlerin alabileceği durum sayısı 2 2 =4 iken, üç giriş değişkeni (n=3) için 2 3 =8 farklı durum yazılabilir. Sayısal devreleri tasarlarken en önemli şilerden birisi doğruluk tablosunun oluşturulmasıdır. Doğruluk tablosu oluştururken belli bir amaç için tasarlanacak devrenin giriş değişken sayısı bulunduktan sonra bu giriş değişkenlerinin alacağı olası durumlarda devre çıkışının ne olması gerektiği tabloya yazılmalıdır. şağıda Şekil 7. de ve iki giriş değişkeni, ise çıkışı göstermek üzere iki giriş değişkeni için oluşturulmuş olan doğruluk tablosu verilmiştir. Girişler Çıkış Şekil 7. İki giriş değişkenli doğruluk tablosu 3.. MNTIK KPILI (LOGIC GTES) 3.. VE KPISI(ND GTE) VE kapısının bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı vardır. Şekil 3. de iki giriş,bir çıkışlı VE kapısının sembolü, doğruluk tablosu ve elektrik eşdeğer devresi verilmiştir. 53
SYISL ELEKTONIK (a) Sembolü Girişler Çıkış (b) Doğruluk Tablosu (c) Denk anahtar devresi Şekil 3. İki girişli VE Kapısı ir VE kapısının çalışmasını denk anahtar devresi yardımı ile açıklayalım I r ve anahtarları açık ise (=, =) lamba yanmayacaktır (=). Şekil 3.2 II Eğer anahtarı açık (=), anahtarı kapalı(=) ise, lamba yanmayacaktır (=). Şekil 3.3 54
SYISL ELEKTONIK III Eğer anahtarı kapalı (=), anahtarı açık(=) ise, lamba yanmayacaktır (=). Şekil 3.4 IV Eğer ve anahtarları kapalı (=,=) ise,lamba yanacaktır (=). Şekil 3.5 Çıkış oolen ifadesi şeklinde =. yazılır. eşit VE şeklinde okunur. una göre bir VE kapısının çalışması şöyle özetlenebilir; ir VE kapısının girişlerinin tamamı lojik ise çıkışı lojik, eğer girişlerden biri veya tamamı lojik ise çıkış lojik olur. Örnek: Üçgirişli bir VE kapısına ait Lojik ifadeyi yazarak doğruluk tablosunu oluşturunuz. Çözüm: Girişlere,,C dersek (n=3) oluşturulacak doğruluk tablosunda 2 3 = 8 farklı durumun yazılması gerekir. 55
SYISL ELEKTONIK Lojik ifade ise; =..C şeklinde olacaktır. Girişler Çıkış C Örnek: şağıda dalga şekilleri verilen ve işaretleri bir VE kapısı girişlerine uygulanırsa; a) Çıkış dalga şekli nasıl olacaktır? b) LED hangi zaman aralıklarında yanacaktır? 56
SYISL ELEKTONIK Çözüm: a kapısının doğruluk tablosu yardımı ile çıkış; Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 b LED çıkış ifadesinin Lojik olduğu zaman aralıklarında ışık verecektir. t t t t 2 t 2 t 3 t 3 t 4 t 4 t 5 t 5 t 6 LED ışık verir (=) LED ışık vermez (=) LED ışık verir (=) LED ışık vermez (=) LED ışık vermez (=) LED ışık vermez (=) 3..2 VEY KPISI (O GTE) ir VEY kapısının iki veya daha fazla giriş, bir çıkış hattı vardır. Şekil3.6 da iki giriş bir çıkışlı VEY kapısının lojik sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir. 57
SYISL ELEKTONIK (a) Sembolü Girişler Çıkış (b) Doğruluk Tablosu (c) Denk anahtar devresi Şekil 3.6 İki girişli VEY Kapısı Denk anahtar devresi ile VEY kapısının çalışmasını açıklayalım I Eğer ve anahtarları açık ise (=, =) lamba yanmayacaktır (=). Şekil 3.7 II Eğer anahtarı açık (=), anahtarı kapalı(=) ise, lamba yanacaktır (=). Şekil 3.8 58
SYISL ELEKTONIK IIIEğer anahtarı kapalı (=), anahtarı açık (=) ise, lamba yanacaktır (=). Şekil 3.9 IV Eğer ve anahtarları kapalı (=,=) ise,lamba yanacaktır (=). Şekil 3. Çıkış oolen ifadesi şeklinde = şeklinde yazılır. eşit VEY şeklinde okunur. ir VEY kapısının çalışmasını şöyle özetleyebiliriz; Eğer bir VEY kapısının girişlerinden biri veya tamamı Lojik ise çıkış Lojik,her iki girişin birden Lojik olması halinde çıkış Lojik olur. Örnek: şağıda dalga şekilleri verilen ve işaretleri bir VEY kapısı girişlerine uygulanırsa; a) Çıkış dalga şekli nasıl olacaktır? b) LED hangi zaman aralıklarında ışık verecektir? 59
SYISL ELEKTONIK t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 Çözüm: a Doğruluk tablosu yardımı ile çıkış dalga şekli çizilirse; Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t t 4 5 t 6 b LED, çıkış dalga şeklinin Lojik olduğu zamanlarda ışık verecektir. t t t t 2 t 2 t 3 t 3 t 4 t 4 t 5 t 5 t 6 LED ışık verir (=) LED ışık vermez (=) LED ışık verir (=) LED ışık vermez (=) LED ışık vermez (=) LED ışık vermez (=) 6
SYISL ELEKTONIK 3..3 DEĞİL KPISI (NOT GTE INVETE) DEĞİL kapısı bir giriş, bir çıkış hattına sahiptir. Çıkış işareti giriş işaretinin tersi (değilitümleyeni) olur. Şekil 3. de standart değil kapısı sembolü,doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir. (a) Sembolü Giriş Çıkış (b) Doğruluk Tablosu (c) Denk anahtar devresi Şekil 3. DEĞİL (NOT) Kapısı Denk anahtar devresi yardımı ile DEĞİL kapısının çalışmasını açıklayalım; I Eğer anahtarı açıksa (=) akım devresini lambası üzerinden tamamlayacağından lamba yanacaktır(=). Şekil 3.2 II Eğer anahtarı kapalı ise (=) akım devresini anahtarı üzerinden tamamlayacağından lamba yanmayacaktır (=) Şekil 3.3 Çıkış oolen ifadesi olarak okunur. = olarak yazılır. eşit nın değili şeklinde 6
SYISL ELEKTONIK Örnek: şağıda verilen dalga şekli bir DEĞİL kapısı girişine uygulanırsa çıkış dalga şekli ne olur. t t t 2 t 3 t 4 t 5 Çözüm: DEĞİL kapısının doğruluk tablosu yardımı ile çıkış dalga şekli aşağıdaki gibi olacaktır. Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t 4 t 5 3..4 VE DEĞİL KPISI (NND GTE) VE DEĞİL kapısının en az iki giriş ve bir çıkışı vardır. Lojik fonksiyon olarak VE fonksiyonunun DEĞİL i olarak tanımlayabiliriz. Şekil 3.4 de iki giriş, bir çıkışlı VEDEĞİL kapısının sembolü,doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir. 62
SYISL ELEKTONIK (a) Sembolü Girişler Çıkış (c) Elektrik eşdeğer devresi Şekil 3.4 İki girişli VE DEĞİL Kapısı (b) Doğruluk Tablosu Denk anahtar devresi yardımı ile VEDEĞİL kapısının doğruluk tablosu elde edilebilir; I Eğer ve anahtarları açık (=,=) ise akım devresini lambası üzerinden tamamlar lamba yanar(=). Şekil 3.5 II Eğer anahtarı açık(=), anahtarı kapalı(=) ise akım devresini lambası üzerinden tamamlar lamba yanar(=). Şekil 3.6 63
SYISL ELEKTONIK III Eğer anahtarı kapalı(=), anahtarı açık ise akım devresini lambası üzerinden tamamlar lamba yanar (=). Şekil 3.7 VI Eğer ve anahtarları kapalı ise(=,=) ise akım devresini anahtar üzerinden tamamlar lambası yanmaz (=). Şekil 3.8 Çıkış oolen ifadesi olarak okunur. = yazılır. eşit VEDEĞİL şekilnde VEDEĞİL kapısının girişlerinden birisi veya tamamı Lojik ise çıkış Lojik, her iki giriş birden Lojik ise çıkış Lojik olur. Örnek: şağıda verilen dalga şekilleri bir VE DEĞİL kapısı girişlerine uygulanırsa çıkış dalga şekli ne olur. t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 64
SYISL ELEKTONIK Çözüm: Girişlere uygulanan dalga şekillerinin Lojik seviyelerine bakılarak çıkış dalga şekli aşağıdaki gibi olacaktır Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 65
SYISL ELEKTONIK 3..5 VEY DEĞİL KPISI (NO GTE) VEY DEĞİL kapısının en az iki giriş ve bir çıkış hattı vardır. Lojik fonksiyon olarak VEY fonksiyonunun DEĞİL i olarak tanımlayabiliriz. Şekil 3.5 de iki giriş, bir çıkışlı VEY DEĞİL kapısının sembolü,doğruluk tablosu ve elektrik eşdeğer devresi verilmiştir. (a) Sembolü Girişler Çıkış (c) Elektrik eşdeğer devresi (b) Doğruluk Tablosu Şekil 3.5 İki girişli VE DEĞİL Kapısı Denk anahtar devresi yardımı ile VEDEĞİL kapısının doğruluk tablosu elde edilebilir; I Eğer ve anahtarları açık (=,=) ise akım devresini lambası üzerinden tamamlar lamba yanar(=). 66
SYISL ELEKTONIK II Eğer anahtarı açık(=), anahtarı kapalı(=) ise akım devresini anahtarı üzerinden tamamlar lambası yanmaz(=). III Eğer anahtarı kapalı(=), anahtarı açık ise akım devresini anahtarı üzerinden tamamlar lambası yanmaz (=). IV Eğer ve anahtarları kapalı ise(=,=) ise akım devresini anahtar üzerinden tamamlar lambası yanmaz (=). Çıkış oolen ifadesi olarak okunur. = yazılır. eşit VEY DEĞİL şeklinde VEY DEĞİL kapısının girişlerinden birisi veya tamamı Lojik ise çıkış Lojik, her iki giriş birden Lojik ise çıkış Lojik olur. 67
SYISL ELEKTONIK Örnek: şağıda verilen dalga şekilleri bir VEY DEĞİL kapısı girişlerine uygulanırsa çıkış dalga şekli ne olur. t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 Çözüm: VEY DEĞİL kapısının girişlerinden birisi veya tamamı Lojik ise çıkış Lojik, her iki giriş birden Lojik ise çıkış Lojik oluyordu. Girişlere uygulanan dalga şekillerinin Lojik seviyelerine göre çıkış dalga şekli aşağıdaki gibi olacaktır Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6
SYISL ELEKTONIK 3..6 ÖZEL VEY KPISI (XO GTE) ir ÖZEL VEY kapısının iki veya daha fazla giriş, bir çıkış hattı vardır. Şekil3.6 da iki giriş bir çıkışlı ÖZELVEY kapısının lojik sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir. (a) Sembolü (c) Elektrik eşdeğer devresi Girişler Çıkış (b) Doğruluk Tablosu Şekil 3.6 İki girişli ÖZELVEY Kapısı Denk anahtar devresi yardımı ile ÖZEL VEY kapısının doğruluk tablosu elde edilebilir I Eğer ve anahtarları açık (=,=) ise akım devresini tamamlamaz ve lamba yanmayacaktır(=).
SYISL ELEKTONIK II Eğer anahtarı açık(=), anahtarı kapalı(=) ise akım devresini tamamlar lambası yanar(=). III Eğer anahtarı kapalı(=), anahtarı açık (=) ise akım devresini tamamlar lambası yanar (=). IV Eğer ve anahtarları kapalı ise(=,=) ise akım devresini anahtar üzerinden tamamlar lambası yanmaz (=). Çıkış oolen ifadesi olarak ; = veya şeklinde yazılır. eşit ÖZEL VEY şeklinde okunur. ÖZEL VEY kapısı DEĞİLVEVEY kapıları ile ifade edilebilir.u durumda bir ÖZEL VEY fonsiyonunu; = şeklinde tanımlayabiliriz.
SYISL ELEKTONIK Şekil 3.7 DEĞİLVEVEY kapıları ile ÖZEL VEY kapısı ÖZEL VEY kapısının girişleri aynı lojik seviyede ise çıkış Lojik, her iki giriş farklı lojik seviyede ise çıkış Lojik olur. Örnek: a) şağıda verilen dalga şekilleri bir ÖZEL VEY kapısı girişlerine uygulanırsa çıkış dalga şekli ne olur. b) Çıkışa bir LED bağlanırsa hangi zaman aralıklarında LED ışık verecektir. t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6
SYISL ELEKTONIK Çözüm: a ÖZEL VEY kapısının girişleri aynı Lojik seviyede ise çıkış Lojik, her iki giriş farklı lojik seviyede ise çıkış Lojik oluyordu. Girişlere uygulanan dalga şekillerinin Lojik seviyelerine göre çıkış dalga şekli aşağıdaki gibi olacaktır Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 b LED çıkışın Lojik olduğu zaman aralıklarında ışık verecektir. t t t t 2 t 2 t 3 t 3 t 4 t 4 t 5 t 5 t 6 LED ışık verir (=) LED ışık vermez (=) LED ışık verir (=) LED ışık vermez (=) LED ışık vermez (=) LED ışık vermez (=)
SYISL ELEKTONIK 3..7 ÖZEL VEY DEĞİL KPISI (XNO GTE) ir ÖZEL VEY DEĞİL kapısının iki veya daha fazla giriş, bir çıkış hattı vardır. Lojik fonksiyon olarak ÖZEL VEY işleminin değildir. Şekil3.7 de iki giriş bir çıkışlı ÖZEL VEY DEĞİL kapısının lojik sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir. (a) Sembolü (c) Elektrik eşdeğer devresi Girişler Çıkış (b) Doğruluk Tablosu Şekil 3.8 İki girişli ÖZELVEY DEĞİLKapısı Denk anahtar devresi yardımı ile ÖZEL VEY kapısının doğruluk tablosu elde edilebilir; I Eğer ve anahtarları konumunda ise akım devresini lamba üzerinden tamamlar(=).
SYISL ELEKTONIK II Eğer anahtarı konumunda, anahtarı konumunda ise akım devresini anahtarlar üzerinden tamamlar lambası yanmaz(=). III Eğer anahtarı kapalı(=), anahtarı açık (=) ise akım devresini tamamlar lambası yanar (=). VI Eğer ve anahtarları konumunda ise akım devresini lamba üzerinden tamamlar(=) Çıkış oolen ifadesi olarak ; = veya şeklinde yazılır. eşit ÖZEL VEY DEĞİL şeklinde okunur.
SYISL ELEKTONIK ÖZEL VEYDeğil kapısı DEĞİLVEVEY kapıları ile ifade edilebilir.u durumda bir ÖZEL VEY Değil fonksiyonunu; = şeklinde tanımlayabiliriz. Şekil 3.7 DEĞİLVEVEY kapıları ile ÖZEL VEY DEĞİL kapısı ÖZEL VEY DEĞİL kapısının girişleri aynı lojik seviyede ise çıkış Lojik, her iki giriş farklı lojik seviyede ise çıkış Lojik olur. Örnek: şağıda verilen dalga şekilleri bir ÖZEL VEY DEĞİL kapısı girişlerine uygulanırsa çıkış dalga şekli ne olur. t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6
SYISL ELEKTONIK Çözüm: Çıkış dalga şekli doğruluk tablosu yardımı ile çizilirse aşağıdaki gibi olacaktır. Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik Lojik t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 3.2 ENTEGE DEVE MNTIK İLELEİ ir önceki bölümde sayısal devrelerin tasarımında kullanılan temel lojik kapıları inceledik. Lojik kapılar sayısal sistemlerin temel elemanlarıdır. ir çok lojik kapının oluşturduğu bir sayısal devre bir silisyum yonga üzerine entegre devre (integrated circuit IC) olarak yapılır. Tek bir yonga içersine yerleştirilen kapı sayısına göre entegre devreler entegresyon ölçeğini göstermesi açısında dört ayrı grupta incelenebilirler. I. SSI (Küçük Ölçekli Entegrasyon Small Scale Integration) En fazla 2 lojik kapı içeren entegre devrelerdir. II. MSI(Orta Ölçekli Entegrasyon Medium Scale Integration) bellek bitinden daha az ve2 ila kapı içeren entegre devrelerdir. Örneğin sayıcılar, kaydırmalı kaydediciler, kod çözücüler v.b. III. LSI (üyük Ölçekli Entegrasyon Large Scale Integration) den 6 e kadar bellek biti, ila 5 lojik kapı içeren entegre devreleridir. Örneğin 8bitlik mikroişlemci, bellek yongaları v.b.
SYISL ELEKTONIK IV. VLSI (Çok üyük Ölçekli Entegrasyon Very Large Scale Integration) 5 lojik kapıdan daha fazla kapı içeren entegre devreleridir. Örneğin 6 bitlik mikroişlemci, yüksek yoğunluklu bellek yongaları v.b. u bölümde ise sayısal devre tasarımlarında en fazla kullanılan iki farklı tip TTL ve CMOS mantık aileleri devreleri incelenecektir. 3.2. TTL (TNSİSTOTNSİSTO LOGİC) Terim olarak TTL transistortransistor logic ifadesinin kısaltılması olarak kullanılmaktadır. Entegre devrelerinin tasarımında bipolar transistorler kullanılmıştır. TTL mantık ailesi hız ve güç parametreleri açısından yedi alt gruba ayrılırlar: I. Standart TTL II. Yüksek Güçlü TTL III. DüşükGüçlü TTL IV. Schottky TTL V. DüşükGüçlü Schottky TTL VI. Gelişmiş DüşükGüçlü Schottky TTL VII. Gelişmiş Schottky TTL TTL mantık ailesi 54 veya 74 numaralı önekine sahiptirler. 54 serisi askeri amaçlıdır.çalışma sıcaklığı aralığı 55 C ile 25 C arasında iken, 74 serisi entegreler için bu aralık C ila 7 C arasındadır. u mantık ailesindeki entegreler genellikle 74YYXXX şeklinde tanımlanırlar. harfleri entegreyi üreten firmayı gösteren harf veya harflerdir. Texas Insturuments ön ek olarak SN, National Semiconductor DM, Signetics S kısaltmalarını kullanmaktadırlar. YY harfleri entegrenin hangi TTL alt grubuna ait olduğunu gösterir. XXX entegrenin fonksiyonunu gösteren iki veya üç basamaklı bir sayıdır. DM74LS8 Üretici firma lt grup Fonksiyon National Semiconductor DüşükGüçlü SchottkyTTL 4tane iki girişli VE kapısı kapısı
SYISL ELEKTONIK şağıda TTL alt gruplarına ait kısaltma tablosu verilmiştir. TTL Serisi Önek Örnek Entegre Standart TTL 54 veya 74 744 (altılı DEĞİL kapısı) Yüksekgüçlü TTL 54H veya 74H 74H4 (altılı DEĞİL kapısı) Düşükgüçlü TTL 54L veya 74L 74L4 (altılı DEĞİL kapısı) Schottky TTL 54S veya 74S 74S4 (altılı DEĞİL kapısı) Düşükgüçlü Schottky TTL 54LS veya 74LS 74LS4 (altılı DEĞİL kapısı) Geliştirilmiş düşükgüçlü Schottky TTL Geliştirilmiş Schottky TTL 54LS veya 74LS4 (altılı DEĞİL 74LS kapısı) 54S veya 74LS 74S4 (altılı DEĞİL kapısı) 3.2.2 CMOS ( TMMLYICI 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 4 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. yrıca 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 PEFOMNS KKTEİSTİKLEİ 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.
SYISL ELEKTONIK t PHL : Çıkış sinyalinin Lojik den Lojik a geçme süresi. u süre giriş sinyali üzerinde belirlenen genel bir referans noktası ile çıkış sinyali üzerindeki aynı referans noktası arasındaki fark olarak belirlenir. t PLH : Çıkış sinyalinin Lojik dan Lojik e geçme süresi. u süre giriş sinyali üzerinde belirlenen genel bir referans noktası ile çıkış sinyali üzerindeki aynı referans noktası arasındaki fark olarak belirlenir. Şekil 3.8 bir DEĞİL kapısında yayılım gecikme sürelerinin göstermektedir Giriş Çıkış H Giriş L Çıkış H L t PHL t PLH Güç Harcaması (Power Dissipation): ir lojik kapıda harcanan güç miktarıdır. Harcanan güç dc besleme gerilimi ile çekilen akımın çarpımı ile elde edilir ve mw cinsinden ifade edilir. ir lojik kapı tarafından çekilen akım çıkışın durumuna göre değişeceğinden harcana güç, çıkışın Lojik ve Lojik olduğu iki durum için hesaplanan güçlerin ortalaması alınarak bulunabilir. Çıkış Kapasitesi (Fan Out): ir lojik kapının aynı entegre ailesinden sürebileceği maximum yük sayısına çıkış kapasitesi (Fan Out) adı verilir. Örneğin bir standart TTL kapısının çıkış kapasitesi ise bu kapının sürebileceği maximum yük sayısı standart TTL ailesinden adet kapı girişidir. undan fazla kapı girişi bağlanması durumunda girişin sürülmesi için yeterli akım sağlanamayacaktır.
SYISL ELEKTONIK na Entegre Yükler 2 3 Şekil 3.9 Standart TTL ailesinde fanout gösterimi HızGüç 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 khz frekansındaki HızGüç üretimi aşağıdaki gibi hesaplanır; SPP=(ns).(2mW) =2pJ şağıda Tablo 3.? TTL ve CMOS ailelerine ait performans karakteristiklerini vermektedir. Teknoloji CMOS (silikon kapılı) CMOS (metal kapılı) TTL Std TTL LS TTL S TTL LS TTL S Seri 74HC 4 74 74S 74S 74LS 74S Güç Harcaması Statik khz için 2,5nW,7mW µw,mw mw mw 2mW 2mW 9mW 9mw mw mw 8,5mW 8,5mW Yayılım Gecikmesi 8ns 5ns ns ns 3ns 4ns,5ns
SYISL ELEKTONIK FanOut 2 2 2 4 Not: CMOS ailesinde yayılım gecikmesi (propagasyon delay) besleme gerilimine (V cc ) bağlıdır. Güç harcaması(power dissipation) ve çıkış kapasitesi (fan out) ise frekansın bir fonksiyonudur.