Лекции.Орг
 

Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника


Энергия ( работа ) переключения



Из-за связи быстродействия и мощности важную роль играет параметр ЛЭ, учитывающий эти параметры совместно и называемый энергией или работой переключения. Работа переключения вычисляется как произведение потребляемой мощности на задержку распространения сигнала, т.е. равна Р*tз. (т.к. мощность – милливатты, динамичность – нс, величина Р*tз выражается в пикоджоулях ).

Установим связь работы переключения с некоторыми параметрами обобщенной схемы ЛЭ с пренебрежимо малыми бесполезными потерями мощности ( т.е. с малой Рст ).

Общая задержка сигнала в ЛЭ физически объясняется инерционностью внутренних процессов в транзисторах и постоянными времени нагрузочных емкостей, для современных ЛЭ доминирует второй фактор).

Это позволяет изобразить ЛЭ в виде некоторой без инерционной части с RC-цепью на выходе:

  лэ
Х1

Rвых y

Хn С

                   
   
   
 
 
 
 
   
     
 

 


Rвых- выходное сопротивление схемы ЛЭ и сопротивление цепей связи;

С- складывается из ёмкости нагрузки, монтажа, цепей связи и т.д.

При каждом переключении ЛЭ С перезаряжается, напряжение на ней изменяется на величину U=U1 – U0.

Независимо от сопротивления цепей перезаряда, при этом затрачивается энергия:

W =

Если ЛЭ переключается с частотой f, на периоде имеется 2 переключения (в прямом и обратном направлении), и энергия, затрачиваемая в единицу времени, то есть мощность, потребляемая элементом:

 

Максимальная частота, с которой можно переключать элемент, связана с задержками сигналов в нем. Уменьшив задержку в некоторое число раз, можно повысить частоту переключения в то же самое число раз. Иначе: произведение максимальной частоты переключения на время задержки равно некоторой постоянной k:

или

Подставляя в выражение для Р, получим:

 

Видно, что работа переключения снижается с уменьшением ёмкости схемы и логического перепада U.

Поэтому для цифровых элементов справедливо: схема улучшается по критерию работы переключения с уменьшением её размеров (это снижает ёмкости) и логического перепада напряжения.

 





Дата добавления: 2015-02-12; просмотров: 118 | Нарушение авторских прав


© 2015-2017 lektsii.org.

Ген: 0.007 с.