d`un circuit intégré numéri

Caractéristiques des circuits intégrés numériques
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I Caractéristiques statiques (continues) d’un circuit intégré
numérique
I.1 Alimentation des circuits intégrés numériques
Les circuits intégrés numériques s’alimentent grâce à une alimentation unipolaire
(entre VSS=GND=0V et VCC alimentation positive).
Les valeurs de l’alimentation d’un circuit intégré sont définies par la documentation
constructeur de celui-ci.
Cette valeur est souvent notée dans la partie « ABSOLUTE MAXIMUM RATING »
où sont notées les caractéristiques maximales du circuit intégré.
Pour éviter les perturbations de fonctionnement dues aux pointes de tension
d’alimentation, il est nécessaire de découpler l’alimentation avec des condensateurs
(céramiques de 0,1µF à 1µF selon les circuits intégrés utilisés).
I.2 Les entrées d’un circuits intégrés
Plage de variation maximale de l’entrée :
La plage de variation maximale de la tension d’entrée des circuits intégrés dépend de
l’alimentation de celui-ci.
Elle est définie dans la documentation constructeur dans la partie « ABSOLUTE
MAXIMUM RATING ».
En général la plage de variation est la suivante :
VSS-0,5V ≤
≤≤
≤ VI ≤
≤≤
≤ VCC+0,5V
Circuit
intégré
numérique
.
.
.
.
.
.
.
.
Entrées Sorties
VCC
GND
V
O
V
I
I
O
I
I

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Protection des entrées :
Certains circuits intégrés ont une protection interne des entrées en incluant la structure
suivante sur les entrées :
I.3 Les tensions d’entrées et de sorties des circuits intégrés numériques
Le constructeur définit des minima et maxima pour les signaux logiques « 1 » et « 0 »
des circuits intégrés numériques.
Tensions d’entrées :
VIHMIN : Voltage Input High tension d’entrée à l’état haut. C’est la tension minimale
d’entrée qui sera considérée comme un niveau logique « 1 ».
VILMAX : Voltage Input Low tension d’entrée à l’état bas. C’est la tension maximale
d’entrée qui sera considérée comme un niveau logique « 0 ».
Tensions de sorties :
VOHMIN : Voltage Output High tension de sortie à l’état haut. C’est la tension
minimale que le circuit intégré pourra fournir en sortie pour un niveau logique « 1 » (Cette
tension est valable pour un courant maximal de sortie.
VOLMAX : Voltage Output Low tension de sortie à l’état bas. C’est la tension
maximale que le circuit intégré fournira dans le pire des cas pour un niveau logique « 0 ».
Compatibilités entre circuits intégrés numériques :
Pour que les circuits intégrés numériques soient compatibles entre eux, il faut :
-que le VOHMIN (circuit intégré1) > VIHMIN (circuit intégré2),
-que le VOLMAX (circuit intégré1) < VILMAX (circuit intégré2).
CI1 CI2
VCC
GND
VO VI
Entrée du circuit
intégré

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Marge de bruit :
On définit la marge de bruit à l’état haut comme étant : VnH=VOHMIN-VIHMIN.
On définit la marge de bruit à l’état bas comme étant : VnL=VILMAX-VOLMAX.
I.4 Les courants d’entrées de sorties des circuits intégrés numériques
Les courants d’entrées et de sorties des circuits intégrés numériques sont définis
comme entrants :
IILMAX : Intensity Input Low courant d’entrée à l’état bas maximal. Ce courant
circule dans le sens sortant. La valeur donnée dans la documentation constructeur sera donc
négative.
IIHMAX : Intensity Input High courant d’entrée à l’état haut maximal. Ce courant
circule dans le sens entrant. La valeur donnée dans la documentation constructeur sera donc
positive.
IOLMAX : Intensity Output Low courant de sortie à l’état bas maximal. Ce courant
circule dans le sens entrant. La valeur donnée par la documentation constructeur sera donc
positive.
IOHMAX : Intensity Output High courant de sortie à l’état haut maximal. Ce courant
circule dans le sens sortant. La valeur donnée par la documentation constructeur sera donc
négative.
Tension
Tension
de sortie
du circuit
intégré1
Tension
d’entrée
du circuit
intégré2
V
OHMIN
V
OLMAX
V
IHMIN
V
ILMAX
VnL
VnH
VCC
0V
CI
VCC
GND
II IO

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Sens réels de circulation des courants suivant les niveaux logiques appliqués en entrées
ou en sorties :
Commande d’autres structures par un circuit intégré numérique :
Il faudra toujours vérifier que notre circuit intégré pourra commander les structures
électroniques.
Pour cela il faudra vérifier que :
>
>>
>
IHMAXOHMAX
II
>
>>
>
ILMAXOLMAX
II
CI
GND
IIL IOL CI
GND
IIH IOH
VCC VCC
Niveau
logique 0
Niveau
logique 1
CI1 CI2
CI3
CI4
IO II2
II3
II4

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II Caractéristiques dynamiques (temporelles) d’un circuit intégré
numérique
Un circuit intégré numérique doit :
- interpréter le changement d’état logique de l’entrée,
- calculer l’effet que doit impliquer ce changement sur la sortie,
- produire le changement d’état logique de la sortie.
Ces étapes ne se font pas instantanément, il faut un certain temps pour chacune de ces
étapes. Les valeurs de ces temps sont d’une centaine de nanosecondes ( ns). Leurs valeurs sont
données par la documentation constructeur du circuit intégré numérique.
II.1 Temps de montée et de descente de l’entrée
Ces temps sont mesurés entre 10% et 90% de l’amplitude du signal.
t
R
: t
RISE temps de montée.
t
F
: t
FALL temps de descente.
II.2 Temps de retard d’un circuit intégré numérique
90%
10% 10%
90%
t
R
t
F
50% 50%
50%
50%
t
PLH
t
PHL
Entrée
Sortie
Entrée