Контрольні завдання до глави 9

9.1. Навести форми вхідного, проміжного та вихідного сигналів із указанням числових значень амплітуд гібридної схеми на рис.9.1.

Створити гібридні схеми на елементах ОЕТ-КМОН та записати повні таблиці дійсності для реалізації:

9.2. 2 АБО.

9.3. 3І.

9.4. 2 АБО-НІ.

9.5. 2І-НІ.

9.6. RS-тригера.

9.7. Розробити гібридну схему мультиплексора (2→1).

9.8. Розробити гібридну схему демультиплексора (1→2).

9.9. Розробити гібридну схему на двоканальних ОЕТ та КМОП інверторах і заповнити таблицю станів півсуматора.

9.10. Розробити гібридну схему на двоканальних ОЕТ та КМОП інверторах і заповнити таблицю станів однорозрядного суматора.

9.11. Розробити гібридну схему універсального мажоритарного елемента (2 з 3) та скласти її таблицю дійсності.

На прикладі рис.9.2 та 7.4, 7.5 побудувати гібридні програмовані схеми та записати повні таблиці дійсності на елементах ОЕТ з ЕНП-КМОН, які реалізують операції:

9.12. .

9.13. .

9.14. .

9.15. .

9.16. .

9.17. .

9.18. .

9.19. .

9.20. .

9.21. .

9.22. .

9.23. .

9.24. .

9.25. .

9.26. .

9.27. .

9.28. .

9.29. .

9.30. .

9.31. .

9.32. .

9.33. .

9.34. .

9.35. .

9.36. .

9.37. .

9.38. .

9.39. .

9.40.

На прикладі рис.9.4 побудувати часові діаграми для гібридної схеми , коли на вході діють наступні сигнали:

9.41 .

9.42 .

9.43 .

9.44. Використовуючи значення ємностей, розрахувати коефіцієнт передачі по напрузі одного ОЕТ зі схеми на рис.9.3.

9.45. Розрахувати загальний коефіцієнт передачі по напрузі в гібридній схемі Виключне АБО (рис.9.3).

Підсумки

Півсторіччя тому на кристалі кремнію вдалося розмістити лише один винайдений на той час біполярний транзистор. Це диво ХХ століття замінило диво ХІХ століття – електронну лампу. Сьогодні, на початку ХХІ століття на такому ж кристалі кремнію нові покоління інженерів-електронщиків створюють ВІС на мільярд транзисторів.

Тенденція до зростання ступеня інтеграції залишиться назавжди, проте це вже буде в іншому вимірі – в наносвіті.

В наносвіті можуть здійснюватись відомі ідеї схемотехнічної електроніки, в основі яких знаходиться використання вдосконалених транзисторів. Це можуть бути як транзистори на квантових точках, так і одноелектронні транзистори.

Разом з тим, наносвіт сприяє народженню нових ідей, пов’язаних з хвильовими властивостями електронів, з новими технологіями та матеріалами. Тому з’являються нові елементи і пристрої наноелектроніки, реалізовані або на геть нових принципах, або на добре відомих методах обробки інформації.

ЛІТЕРАТУРА

1. Драгунов В. П. и др. Основы наноэлектроники: Учебн. Пособие — М.: Логос, 2006. — 496с.

2. Находкін М. Г. Фізичні основи мікро- та наноелектроніки: Підручник.-К. — Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2005. — 431с.

3. Борисенко В. Е. и др. Наноэлектроника: Учебн. Пособие. — Минск: Бином. 2009, — 224с.

4. Головин Ю. Ч. Введение в наноэлектронику. — М.: Машиностроение, 2009, — 496с.

5. Мальцев П. П. Нано- и микросистемная техника. — М.: Техносфера. 2005, — 592с.

6. Пул. Ч. Нанотехнологии. — М.: Техносфера, 2006. — 336с.

7. Мальцев П. П. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника. — М.: Техносфера, 2006 — 152с.

8. Чаплыгин Ю. А. Нанотехнологии в электроники. — М.: Техносфера. 2005. — 448с.

9. Reith M. Theoretical and Computational Nanotechnology. V. 10, Nanodevice Modeling and Nanoelectronics. — N.4.:ASP.2008 — 840p.

Таблиця варіантів виконання контрольного завдання з дисципліни «Основи наноелектронної схемотехніки».

Курсове проектування

Наносхема складається з трьох універсальних мажоритарних елементів (УМЕ) DD1,DD2 та DD3, трьох програмуючих провідників з вхідними параметрами , та , чотирьох програмуючих ключів у вигляді плавких перемичок з’єднання/роз’єднання , та і реалізує три функції та чотирьох вхідних аргументів . Знаком позначені елементи програмування.

1. Для реалізації визначених за варіантом таблиці 1 логічних функцій та запрограмувати величини параметрів , та і під’єднати відповідні їм провідники до програмуючих (нижніх) входів УМЕ, а також з’єднати чи роз’єднати програмуючі провідники , та

2. З’єднати попарно провідники аргументів , з двома інформаційними (верхніми) входами УМЕ DD1 та DD2.

3. Описати принцип дії синтезованої наносхеми.

4. Записати в мажоритарному базисі рівняння для усіх трьох логічних функцій і скласти їх таблиці істинності.

5. Створити відповідну наносхему на базі квантових коміркових автоматів (КА) на проектному планшеті системи автоматизованого проектування (САПР) QCA Designer.

6. Реалізувати комп’ютерне моделювання наносхеми і перевірити повну таблицю істинності за отриманими діаграмами вихідних логічних функцій.

7. Розрахувати на САПР загальну кількість КА, їх розміри та відстані між їх центрами, діаметри квантових острівців і загальні розміри наносхеми.

8. Зробити висновки.

Таблиця 1.

Реалізіція функцій наносхеми на КА

№	f1	f2	f3
			)
			)
			)
			)
			)
			(
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)
			)