R-S latch는 S와 R의 입력으로 저장할 값을 입력한 다음 R와 S를 0으로 입력함으로써 이전 입력을 저장하게 되어 있다. 위의 Truth table은 로 나타낼 수 있다. ◎Level sensitive R-S latchR-S latch의 입력 부분에 추가로 AND gate를 연결하고 거기에 Enable라는 신호를 입력함으로써 회로의 상태를 조정할 수 있다. 대부분의 디지털 시스템은 Clock에 의해 동기적으로 작동하기 때문에 Enable을 Clock으로 대신해주면 Clock이 1일때만 래치가 동작하게 된다. Enable이 0이면 R과 S가 입력되어도 래치에 저장된 값에는 변화가 없다가 Enable이 1이 되면 보통의 RS 래치처럼 작동하게 되는 것이다. Level-sensitive latch의 Block Diagram은 다음과 같다.그림 . Level-sensitive latch준위 구동형 래치의 Truth Table은 아래와 같다.module SR_LATCH_nand(S, R, Q, QN); // module 설정input S, R; // input 선언output Q, QN; // output 선언wire w1, w2; // wire 선언not not1(w1, S);not not2(w2, R); // S, R 의 not 결과를 w1, w2 에 각각 저장nand nand1(Q, w1, QN); // w1 과 QN 의 nand 결과를 Q 에 저장nand nand2(QN, w2, Q); // w2 와 Q 의 nand 결과를 QN 에 저장endmoduleJ-K 플립플롭- 세트 입력 단자 및 리셋 입력 단자가 있고 세트 신호로 인해 1의 상태, 리셋 신호로 인해 0의 상태로 되는 플립플롭에서 세트 신호와 리셋 신호가 동시에 가해졌을 때의 상태가 반전하는 플립플롭. 표에 동기식 J-K 플립플롭의 입력값과 출력값의 관계를 나타냈다. Qn, Qn+1은 n, n+1번째의 클록 펄스가 들어갈 때의 출력을 표시한다.
1. 다른 형태의 수 체계를 조사하시오. (1) Sign and Magnitude Representation- High order bit is sign : 0 = positive(or zero), 1 = negative - The remaining bits is the magnitude : 0 (000) thru 7 (111)- Number range for n bits = +/- 2 -1- Problem : Two representations for 0 : +0(0000) & -0(1000) - Cumbersome addition / subtraction- Must compare magnitudes to determine sign of result(2) One`s Complement- Positive numbers represented same as in Sign & mag. Scheme- N is positive number, then is the negative Ones complement- Subtraction implemented by addition & 1`s complement - Problem : Still two representations of 0- Some complexities in addition2. 4비트 덧셈기/뺄셈기에서 오버플로우 조건이 왜 최상위 2비트 올림수가 다를 때 인지 조사하시오. 오버플로우는 양수의 음수를 더했을 경우에는 절대로 발생하지 않는다. 부호가 다르면 결과가 음수이건 양수이건 두 수중 큰 수보다 작아지기 때문이다. 두 수의 부호가 같을 경우 발생한 오버플로우는 항상 결과의 부호를 바꾸고, 잘못된 (n)비트의 결과를 가져온다. 다음의 두 예를 살펴보자. (+5) 0 101 (-5) 1 011 + (+6) 0 110 + (-6) 1 010 +11 1 011 -11 0 101 (캐리 0,1 발생) (캐리 1,0 발생)위 둘의 경우 양수가 되어야 할 결과는 음의 부호를 가지게 되고, 음수가 되어야 할 결과는 양의 부호를 가지게 되었다. 만약 부호비트 밖으로 발생한 캐리가 부호로 간주된다면 이 덧셈의 5비트 결과는 옳은 것이나 이는 4비트 연산이기 때문에 틀린 값이 된다. 즉 오버플로우는 결과의 부호를 반대로 바꾸어 틀린 결과를 발생한다. 이는 부호비트로 발생해 들어오는 캐리와 부호비트 밖으로 발생해 나가는 캐리를 조사해 알아낼 수 있다. 위의 경우에서 보듯이 제일 왼쪽의 두 비트에서 발생한 캐리가 다를 경우 즉 양수를 음수로, 음수를 양수로 변환시켰을 경우에는 오버플로우가 발생한 것이다.
이 Delay 값 중 제일 큰 값 보다 주기가 커야 제대로 동작한다고 할 수 있다. 즉 최대 Delay 의 역수인 값이 최대 동작 주파수가 되고 그 주파수보다 작을 때만이 이 디코더가 제대로 작동할 수 있는 것이다. 이 delay 중 제일 큰 값은 47.9 (ns) 가 된다. 따라서 f= 1/T 에서 구현한 7-세그먼트 디코더의 최대 동작 주파수는 f = 20.876827Mhz 가 된다. ④ 16진수를 표현할 수 있도록 A에서 D까지의 표시방법을 생각해보고 (대소문자를 이용) 이것의 진리표를 구하시오. 우리는 7-세그먼트 제어기를 통해서 입력이 4비트임으로 16진수까지 나타낼 수 있다. 그러나 보통 사람은 10진수를 사용하므로 10 이상의 숫자는 무시해왔다. 하지만 이번 결과보고서를 통해서 16진수 모두 사용하는 7-세그먼트 제어기를 만들어보겠다. 0에서 9까지의 숫자는 이미 아라비아 숫자로 나타냈으니 10이상의 숫자 즉 6개의 숫자만 더 만들어 내면 될 것이다. 그런데 조건에서 A에서 D까지의 문자 중 대소문자를 섞어서 사용하라 했으므로 우리가 사용할 수 있는 문자는 A, B, C, D, a, b, c, d 이렇게 8개의 문자일 것이다. 이 8개의 문자 중에서 우리가 사용할 문자는 오직 6개뿐인데 이들을 7-세그먼트로 나타내면 두개의 문자는 사용하지 못하게 된다. 그것은대문자 B와 D이다. 이 두 문자를 7-세그먼트로 나타내면 아라비아 숫자와 똑같은 모양을 갖게 된다. B는 8과 같고 D는 0과 같게 될 것이다. 그러므로 우리는 7-세그먼트에 A, C, a, b, c, d를 사용할 것이다. 그리고 소문자 a 또한 나타내기 힘들겠지만 A, B, C, D, E, G에 불을 켜 a라 명할 것이다. 각 영어는 a=10, b=11, c=12, d=13, A=14, C=15로 표현할 것이다. 이것을 진리표로 나타내면 이러하다.
<예비 보고서>▶▶ 접합 다이오드1. 바이어스란 무엇인가? 전자관이나 트랜지스터의 동작 기준점을 정하기 위하여 신호전극 등에 가하는 전압 또는 전류, 이 전압을 독립적인 전원에서 주는 것을 고정 바이어스, 회로의 동작 전류를 이용해서 만드는 것을 자체 바이어스라 한다. 예를 들면 3극 진공관의 경우, 제어 그리드를 영전위로 해두면, 가해진 신호전압이 플러스일 때 전자류가 일부 제어그리드로 흘러 충분한 증폭을 할 수가 없다. 따라서 제어그리드의 동작점을 마이너스로 유지할 필요가 있으므로 음의 직류전압이 가해진다. 이것을 바이어스 전압이라 한다. 또한 일반적으로 이와 같은 어떤 신호의 처리를 할 경우에 바람직한 결과를 얻기 위하여 그 신호에 직류분이나 일정한 신호를 부가할 때, 이 부가분을 바이어스라 부른다. 예를 들면, 자기녹음에서는 변형이나 잡음이 적은 녹음결과를 얻기 위하여 녹음 헤드에 50~100㎑의 일정한 교류 신호를 가하는데, 이것을 교류바이어스라 한다. 2. 바이어스를 회로 상에 도입하는 이유를 서술하시오. 다이오드가 작동하려면 약 0.7V의 전압이 필요하다(Ge 다이오드는 0.3V). 회로상에서 다른 소자에 영향을 미치지 않고 다이오드를 작동시키기 위해서 바이어스가 필요한 것이다.3. 접합다이오드가 순방향 바이어스일 때 전류가 흐르게 되고, 역방향일 때 전류는 도통 되지 않는 이유에 대해 조사하라. 전위 장벽(공핍층) 때문이다. 전위 장벽이 생기는 이유는 실리콘 4가(진성반도체)원소에 n형(5가) p형(3가)의 불순물을 도핑을 하게 되면, 농도차에 의한 확산 현상이 일어 난다. n형에 잉여전자가 p에 정공과 결합함으로서 n형과 p형 사이에는 전위 장벽 이 생기는데, n형 쪽에는 전자를 뺏겨서 +이온으로 p형쪽은 전자를 얻어서 -이온으로 이온화 된다. 이러한 확산 현상과 함께 접촉면에는 +쪽에서 -쪽으로 전계란 새로운 힘이 발생하게 된다. 농도차에 의한 확산 현상과 공핍층에서 생성된 전계란 힘이 평행상태에 이르게 되는데, 이 때의 전압은 약 0.7V가 된다. 다이오드는 평상시에 공핍층에서 전자의 흐름을 방해하기 때문에 전류가 흐르지 않는다. 하지만 순방향으로 0.7V 이상의 전압을 걸어준다면 전류가 흐르게 되는 것이다.
1. 목 적 전류, 전압에 대한 기본적인 이해를 바탕으로, 실제 실험을 통해 키르히호프의 법칙을 확인한다. 또한, 여러 전압원에 대한 중첩의 원리를 이해함으로서 회로이론에 대한 이해를 넓힌다.2. 개 요(1) 전류, 전압(2) 키르히호프의 법칙(3) 중첩의 원리3. 이 론3-1 전류, 전압 전기회로의 특성과 동작은 기본적인 전기량에 의해 기술될 수 있는데 그 중에서 기본적인 것이 전하이다. 전하는 크게 정전하와 부전하의 두 가지가 있는데 전자 한 개가 갖는 전하는 전기량으로서는 더 이상 쪼갤 수 없는 양이다. 이러한 전하의 이동으로 바로 에너지의 전송이 이루어지게 되고 이것이 전류를 형성한다. 전류란 “회로의 어느 단면을 단위시간에 통과하는 전하의 양”이다. 전압은 “단위 정전하가 회로의 두 점 사이를 이동할 때 얻든지 또는 잃는 에너지”로 두 점간의 전위차 또는 전압이라고 한다.3-2 키르히호프의 법칙 가. 키르히호프의 전류의 법칙(제 1법칙 : KCL)유입전류의 합 = 유출전류의 합 키르히호프의 전류의 법칙은 “회로망에서 임의의 교차점에 흘러 들어가는 모든 전류와 나가는 모든 전류의 합은 0이다.”라는 것을 따른다.나. 키르히호프의 전압의 법칙(제 2법칙 : KVL) 키르히호프의 전압의 법칙은 “회로망 중에서 적당히 택해진 폐회로에 포함되어 있는 모든 소자에서 생기는 전압강하의 합은 그 폐회로 중에 포함되어 있는 모든 전압 소스의 기전력의 합과 같다”라는 것을 따른다. 이 때, 폐회로를 추적하는 방향을 정하고, 전압상승을 (+), 전압강하를 (-)라 하면 다음과 같은 식으로 표시할 수 있다.3-3 중첩의 원리 가. 중첩의 원리(Law of superposition) 중첩의 원리를 전기, 전자분야에 적용시키면 선형소자로 구성되어 있는 회로망 내에 한 개 이상의 전원이 동시에 동작하는 경우 회로 내의 임의의 점에서 흐르는 전류 혹은 전압은 개개의 전류 혹은 전압원을 개별적으로 작동시켰을 때의 대수의 합과 같다고 표현할 수 있다. 따라서 전기회로망에 대한 중첩의 원리는 다수의 전원을 포함하는 초기 조건이 0인 선형회로망에 있어서 회로내의 임의의 점의 전류 또는 임의의 2점간의 전압은 개개의 전원이 개별적으로 작용할 때에 그 점을 흐르는 전류 또는 그 2점간의 전압을 합한 것과 같다. 여기서 이것들을 개별적으로 작용시킨다는 것은 다른 전원들을 단락하여 그 전압전원을 0으로 하고, 전류전원은 개방하여 그 전류를 0으로 하는 것을 의미한다.