Ma’ruza №1 Mavzu: Kirish. Raqamli qurilmalarga oid asboblar va standartlar. Integral mikrosxemalar. Bul algebrasining asosiy aksioma va qonunlari. Mantiqiy elementlar va ularning parametrlari. Elektron kalit sxemalari

CHinlik jadvali va Bul algebrasi

Ikkita x va y o‘zgaruvchilarning elementar mantiqiy funksiyalarini ko‘raylik. 1.2-jadval.

Funksiya	x, y argumentli funksiya qiymati				Funksiya belgisi		Funksiya nomi
	00	01	10	11
f0	0	0	0	0		0		doimo yolg‘on
f1	0	0	0	1		xy		konyunksiya
f2	0	0	1	0				y bo‘yicha tahqiq
f3	0	0	1	1		x		x doimohaqiqiy
f4	0	1	0	0		y		x bo‘yicha tahqiq
f5	0	1	0	1		y		y doimo haqiqiy
f6	0	1	1	0		xy		x va y ni 2 ning moduli bo‘yicha qo‘shish
f7	0	1	1	1		xy		dizyunksiya
f8	1	0	0	0		xy		Pirs strelkasi
f9	1	0	0	1		xy		teng qiymatlilik
f10	1	0	1	0				y doimo yolg‘on
f11	1	0	1	1		xy		implikatsiya
f12	1	1	0	0				x doimo yolg‘on
f13	1	1	0	1		yy		implikatsiya
f14	1	1	1	0		x/y		SHeffer shtrixi
f15	1	1	1	1		1		doimo haqiqiy

1.2-jadvaldagi funksiyalardan bir qismi trivial hisoblanadi. Masalan, f₀=0, f₁₅=1 va f₃=x, f₅=y. Ularning ichida ikkitasi elementar funksiyalardir - f₁₀=y, f₁₂=x. f₂ va f₄ funksiyalari esa mos holda y va x bo‘yicha tahqiqi funksiyalari hisoblanadi.
Qolganlarini qisqacha tavsiflaylik:
- x va y mantiqiy o‘zgaruvchilarning dizyunksiyasi. Qisqacha x va y ning dizyunksiyasi. xy kabi belgilanadi. «x yoki y» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y mantiqiy o‘zgaruvchilarning dizyunksiyasi murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x va y yolg‘on bo‘lgandagina yolg‘on hisoblanadi. (1.3-jadval)
- x va y mantiqiy o‘zgaruvchilarning konyunksiyasi. xy kabi belgilanadi. «x ham y» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y ning konyunksiyasi murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x va y haqiqiy bo‘lgandagina haqiqiy hisoblanadi. (1.4-jadval)

1.3-jadval		1.4-jadval
00=0 01=1 10=1 11=1		00=0 01=0 10=0 11=1

- x va y mantiqiy o‘zgaruvchilarning teng qiymatliligi. xy kabi belgilanadi. «x y ga teng qiymatlik» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y ning teng qiymatliligi murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x va y haqiqiyliklari mos kelgandagina haqiqiy hisoblanadi (1.5-javdal).
-x va y ni 2 ning moduli bo‘yicha qo‘shish. xu kabi belgilanadi. «x ni y ga 2 ning moduli bo‘yicha qo‘shish» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y ni 2 ning moduli bo‘yicha qo‘shish murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x va y ning haqiqiyliklari mos kelmaganda haqiqiy hisoblanadi (1.6-jadval). Bahzi adabiyotlarda bu funksiyani teng qiymatlilikning inkori deb ham atashadi.

1.5-jadval		1.6-jadval
00=1 01=0 10=0 11=1		00=0 01=1 10=1 11=0

- x va y ning implikatsiyasi. xy kabi belgilanadi. «Agar x, unda y» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y ning implikatsiyasi murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x haqiqiy, y yolg‘on bo‘lgandagina yolg‘on hisoblanadi (1.7-jadval). Takidlash lozimki, implikatsiya sabab va oqibat orasidagi bog‘lanish mahnosiga ega emas, yaxni x ning haqiqiyligidan y ning haqiqiylik sharti kelib chiqmaydi. Aksincha, implikatsiya yordamida tuzilgan murakkab fikrning haqiqiyligi uchun x ning yolg‘onligi kifoya. f₁₃ funksiya yx ga mos keladi.
- x va y ning SHeffer shtrixi. x/y kabi belgilanadi. «x shtrix y» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y ning SHeffer shtrixi murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x va y haqiqiy bo‘lgandagina yolg‘on hisoblanadi (1.8-jadval).
- x va y ning Pirs strelkasi. xy kabi belgilanadi. «x Pirs strelkasi y» deb o‘qiladi. Tahrifi: x va y ning Pirs strelkasi murakkab funksiya bo‘lib, u faqat x va y yolg‘on bo‘lgandagina haqiqiy hisoblanadi (1.9-jadval).

1.7-jadval		1.8-jadval		1.9-jadval
00=1 01=1 10=0 11=1		00=1 01=1 10=1 11=0		00=1 01=0 10=0 11=0

1.10-jadvalda uchta o‘zgaruvchili mantiqiy funksiya uchun haqiqatlik jadvali keltirilgan.

1.10-jadval
To‘plam tartib raqami	x1, x2, x3 to‘plamlari	f funksiya qiymati
0 1 2 3 4 5 6 7	000 001 010 011 100 101 110 111	0 0 0 1 0 1 1 1

Bul algebrasining formulalari
1) =x
2) xy=yx
3) (xy)z=x(yz)
4) x y= y x
5) (x y z=x (y z)
6) x(y z)=xy xz
7) x yz=(x y)(x z)
8) =
9) =
10) x x=x
11) xx=x
12) 1x=x
13) 0 x=x

Bipolyar tranzistorli elektron kalit sxemalar
Impulg‘sli va ratsamli (mantiksy) kurilmalarda elektron kalit asosiy element xssoblanadi. Elektron kalit yuklama zanjiriga ulanib tashks boshsaruv signali tahsirida davriy ravishda ulash va uzishni amalga oshiradi. Bu vatstda kalitning chiksshidagi signal bir - biridan etarlicha farslanadigan ikkita diskret ksymatga eta buladi. Bu xossa uni Bulg‘ algebrasi funksiyalarini amalga oshiruvchi asosiy ME sifatida sullashga imkonini beradi.
Kalit ikki elementdan tashkil topgan: qayta ulanuvchi (K^UE) va yuklama (YUE) elementlari. Kalit (invertor) tuzilishining umumlashgan sxemasi 1.7 - rasmda keltirilgan. K^UE ikki turtun uolatga eta: ulangan va uzilgan. Bu shartlarga bipolyar va maydoniy tranzistorlarning bahzi turlari moe keladi. YUE manbadan istehmol kslinayotgan tokni cheklash uchuy xizmat ksladi.
Kalit turini tanlashda IMSlarda asosiy mezon bulib - texnologik muvofitslik xssoblanadi. Texnologik muvofitslik deganda turli sxema elementlarini yagona texnologik jarayonda tayyorlash imkoni tushuniladi. Bir xil elementlardan tashkil toptan sxemalar afzal sanaladi. YUklama va qayta ulanish elementi MDYA - tranzistorlardan tashkil toptan kalitlar yusori texnologik va universal xssobla



1.3 - rasm. Elektron kalit (invertor) tuzilma sxemasi.
xemada ulangan BTda yasalgan kuchaytirgich kaskaddan iborat. Kuchlanish manbai E_m va YAk kurinishdagi yuklama karshiligidan tashkil toptan zanjir boshkariluvchi zanjir xdeoblanadi. Boshkaruvchi (baza) zanjir bosh^aruv signali manbai U_KMPva unta ketma - ket ulangan kdrshilik YA_B dan tarkib toptan.


1.4 - rasm. BT asosidagi sodda elektron kalit sxemasi.

B1 elektron kalit shartiga kura eki berk rejimda, eki tuiinish rejimida ishlashi kerak.

Maydoniy tranzistorli elektron kalit sxemalar. YUklama va qayta ulanish elementlari bir turdagi MDYA - tranzistorlarda x,osil silingan kalitlar texnologiklik kulay va universal xseoblanadilar. SHu sababli ular KIS va bevosita alotsali UKISlarda keng kullaniladi. KIS yana K^UE bulib kanali induksiyalangan MDYA - tranzistorda, YUE - esa utkazuvchanlik turi bir xil bulgan kanali kurilgan MDYA - tranzistorda x,osil silingan kalitlar x,am kullaniladi. Bunday kalitlar yordamida nochizixli, kvazichizixli va tokni barxarorlovchi yuklamali invertorlar xosil xilish mumkin.
Bir turdagi va komplementar MDYA - tranzistorlarda asosida tayyorlangan elektron kalitlarning statik parametrlarini kurib chixamiz.
1.5-rasm Dinamik yuklamali MDYA-tranzistorli kalit.


Bir turdagi MDYA - tranzistorli elektron kalit. n- kanali induksiyalangan MDYA - tranzistorli bunday kalit sxemasi yuqoridagi rasmda keltirilgan.
Bipolyar tranzistorlar asosidagi raqamli IMS larning negiz elementlari
BTda elektrodlar uchta bo‘lgani sababli, uch xil ulanish sxemalari mavjud: umumiy baza (UB); umumiy emitter (UE); umumiy kollektor (UK). Bunda BT elektrodlaridan biri sxemaning kirish va chiqish zanjirlari uchun umumiy, uning o‘zgaruvchan tok (signal) bo‘yicha potensiali esa nolga teng qilib olinadi. BTning rasmda keltirilgan ulanish sxemalari aktiv rejimga mos.

a) b) v)

1.6 – rasm. BTning statik rejimda UB (a), UE (b) va UK (v) ulanish sxemalari

UB sxemasi uchun kirish statik xarakteristikasi bo‘lib U_KB = const bo‘lgandagi I_E= f (U_EB) bog‘liqlik, UE sxemasi uchun esa U_KE = const bo‘lgandagi I_B=f(U_BE) bog‘liqlik hisoblanadi. Kirish xarakteristikalarining umumiy xarakteri odatda to‘g‘ri yo‘nalishda ulangan p-n bilan aniqlanadi. SHu sababli tashqi ko‘rinishiga ko‘ra kirish xarakteristiklari eksponensial xarakterga ega (1.6- rasm).

Kollektor o‘tishdagi teskari kulanishning ortishi bilan UB sxemadagi kirish xarakteristika chapga, UE sxemada esa o‘ngga siljiydi.
UB sxemadagi tranzistorning chiqish xarakteristikalari oilasi bo‘lib I_E =const bo‘lgandagi I_K= f (U_KB) bog‘liqlik, UE sxemada esa I_B =const bo‘lgandagi I_K= f (U_KE) bog‘liqlik hisoblanadi.



a) b)

1.7– rasm.

a) b)
1.8 – rasm.

CHiqish xarakteristikalari ko‘rinishiga ko‘ra teskari ulangan diod VAX siga o‘xshaydi, chunki kollektor o‘tish teskari ulangan. Xarakteristikalarni qurishda kollektor o‘tishning teskari kuchlanishini o‘ngda o‘rnatish qabul qilingan (1.7 – rasm).

UE sxemasida ulangan tranzistorning chiqish xarakteristikasi UB sxemada ulangan tranzistorning chiqish xarakteristikasiga nisbatan katta qiyalikka ega.
UB sxemada ulangan, eritib tayyorlangan n-p-n BTning aktiv rejimda ishlashini ko‘rib chiqamiz (1.8 - rasm).
BTning ishlashi uch hodisa hisobiga amalga oshadi:

• 
  emitterdan asosiy zaryad tashuvchilarning bazaga injeksiyalanishi;
  
• 
  bazaga injeksiyalangan EZTlarning diffuziya va dreyf hisobiga KO‘gacha etib kelishi;
  
• 
  bazaga injeksiyalangan va KO‘gacha etib kelgan noasosiy zaryad tashuvchilarning ekstraksiyalanishi.
  

1.9 - rasm. Aktiv rejim uchun kuchlanish manbalari qutblari va
elektrodlar toklari yo‘nalishlari.
EO‘ to‘g‘ri siljitilganda (U_EB ta’minot manbasi hisobiga amalga oshiriladi) uning potensial bareri pasayadi va elektronlar emitterdan bazaga injeksiyalanadi. Elektronlarning emitterdan bazaga hamda kovaklarning bazadan emitterga injeksiyalanishi hisobiga emitter toki I_E hosil bo‘ladi:
, (1.1)
bu erda I_En, I_Er – mos ravishda elektronlar va kovaklar injeksiya toklari.
Emitter tokining I_Er tashkil etuvchisi kollektor orqali oqmaydi va shuning uchun foydasiz tok hisoblanadi. I_Er qiymatini kamaytirish uchun bazadagi akseptor kiritmalar konsentratsiyasi qiymati emitterdagi donor kiritmalar konsentratsiyasiga nisbatan ikki tartib kichik qilib olinadi.
Emitter tokida elektronlarning injeksiya toki I_En ulushini injeksiya koeffitsienti deb ataluvchi kattalik ifodalaydi. U emitter ishlash samaradorligini belgilab, emitter tokidagi foydali tok ulushini ko‘rsatadi
. (1.2)
Odatda =0,990-0,995 ni tashkil etadi. Bazaga injeksiyalangan elektronlar, bazada kollektor tomonga diffuziyalanib KO‘gacha etib boradi. So‘ngra kollektorga ekstraksiyalanadi (KO‘ning elektr maydoni ta’sirida kollektorga tortib olinadi) va kollektor toki I_Kn ni hosil qiladi.
Kollektorga o‘tish davomida injeksiyalangan elektronlarning bir qismi baza sohadagi kovaklar bilan uchrashib rekombinatsiyalanadi va ularning konsentratsiyasi kamayadi. Etishmovchi kovaklar tashqi zanjir orqali kirib (elektr neytrallik sharti bajarilishi uchun), baza tokining rekombinatsion takshil etuvchisi I_BREK ni hosil qiladi. I_BREK qiymati katta bo‘lgani uchun uni kamaytirishga harakat qilinadi. Bunga baza kengligini kamaytirish bilan erishiladi.
Emitterdan injeksiyalangan elektronlar tokining baza sohasida rekombinatsiya hisobiga kamayishi elektronlarni tashish koeffitsienti deb ataluvchi kattalik bilan ifodalanadi
. (1.3).
Real tranzistorlarda =0,980 ÷ 0,995.
Aktiv rejimda tranzistorning KO‘ teskari yo‘nalishda siljitilgan (U_KB bilan amalga oshiriladi) ligi sababli, kollektor zanjirida xususiy tok I_K0 oqadi. U ikki xil noasosiy zaryad tashuvchilarning dreyf toklaridan tashkil topgan. Natijada r-n o‘tishning teskari toki amalda teskari kuchlanishga bog‘liq bo‘lmaydi va xona temperaturasida kremniyli o‘tishlarda I_K0=10^-15 A ni tashkil eatdi. SHunday qilib, emitter toki boshqaruvchi, kollektor toki esa boshqariluvchidir. SHuning
MDYA tranzistorlarning asosida raqamli IMSlarning negiz elementlari
Mantiqiy signallar sathlarini aniqlashda kalitning uzatish xarakteristikasi U_CHIQ=f(U_KIR) dan foydalanilishiga e’tibor bering. (7.1- rasm)

1.10-rasm
Mantiqiy nol U⁰ hamda mantiqiy bir U¹ sathlar uzatish xarakteristikasi va uning ko‘zguli aksi (punktir chiziq) kesishgan nuqtalardan aniqlanadi.
_ΛU = U¹ – U⁰ mantiqiy signallarning sathlar farqi deb ataladi.
n- turdagi kanali induksiyalangan MDYA tranzistorda bajarilgan kalit sxemasi 7.2- rasmda keltirilgan. Sxema E2 = 9V manbadan ta’minlanadi. Kirish kuchlanishi U_KIR roslanuvchi E1 kuchlanish manbaidan beriladi. CHiqish kuchlanishi U_CHIQ va iste’mol qilinayotgan tokni o‘lchash uchun raqamli voltmetr va ampermetrlardan foydalaning. VT1 sifatida K176LP1 mikrosxemadagi n-kanalli tranzistorlarning birini oling. Ishlash qulay bo‘lishi uchun ilovada keltirilgan mikrosxema prinsipial sxemasini chizib oling va elektrodlari raqamlarini belgilab oling.



1.11-rasm
- MDYA tranzistor stok zanjiriga chiziqli rezistor R=51 kOm ni ulang;
- kuchlanish manbai qiymatini E2=9 V qilib o‘rnating;
- kirish kuchlanishini 0 dan 9V gacha o‘zgartirib borib, U_CHIQ=f(U_KIR) va I_IST=f(U_KIR) bog‘liqligini o‘lchang;
- qarshilikning R=10 kOm va 3,5 kOm qiymatlari uchun o‘lchashlarni takrorlang;
- tajriba natijalaridan foydalanib U_CHIQ=f(U_KIR) bog‘liqlik grafiklarini quring.

Mantiqiy nol va mantiqiy bir holatlarida manbadan iste’mol qilinayotgan quvvatning o‘rtacha qiymatini aniqlash

; .


Nazorat savollari:

1. 
   Fanining maqsadi va vazifalari nimalardan iborat.
   
2. 
   Raqamli qurilmalarni loyihalashga kirish rivojlanishining asosiy yo‘nalishlari nimalardan iborat.
   
3. 
   Integral mikrosxemalar (IMS) va ularning klassifikatsiyasi, IMS seriyalari ko‘rsating.
   
4. 
   Mantiqiy amallar asoslari.
   
5. 
   Bul algebrasi formulalari.
   
6. 
   Kombinatsion sxemal
   
7. 
   Bul algebrasining formulalari
   
8. 
   CHinlik jadvali va Bul algebrasi
   
9. 
   Mantiqiy elementlarni ishlab chiqarish texnologiyalari nimalardan iborat.
   
10. 
    Bipolyar tranzistorli elektron kalit sxemalarini chizib bering.
    
11. 
    Maydoniy tranzistorli elektron kalit sxemasini ishlash prinsipini tushuntirib bering.
    
12. 
    BTning ulanish sxemalari.
    
13. 
    UB ulanish sxemasidagi bipolyar tranzistorning statik elektrod xarakteristikalari.
    
14. 
    UE ulanish sxemasidagi bipolyar tranzistorning statik elektrod xarakteristikalari.
    
15. 
    BTning turli ulanish sxemalarida statik VAXlarida aktiv va to‘yinish rejimlarini aniqlang.
    
16. 
    MDYA tranzistorlar.
    
17. 
    MDYA tranzistorli elektron kalit sxemalarini chizib bering.
    
18. 
    MDYA tranzistorli elektron kalit sxemasini ishlash prinsipini tushuntirib bering.
    

Adabiyotlar.

1. 
   X.K. Aripov, A.M. Abdullaev, N.B. Alimova, X.X. Bustanov, E.V. OB’edkov, SH.T. Toshmatov. Sxemotexnika. T.: TAFAKKUR BO‘STONI, 2013y.
   
2. 
   X.K. Aripov, A.M. Abdullaev, N.B. Alimova, X.X. Bustanov, E.V. OB’edkov, SH.T. Toshmatov. Sxemotexnika. T.: ALOQACHI, 2010g.