U članku će se razmotriti logika TTL-a, koja se još uvijek koristi u nekim područjima tehnologije. Ukupno postoji nekoliko tipova logike: tranzistor tranzistor (TTL), tranzistor dioda (DTL), na temelju MOS tranzistora (CMOS), kao i bipolarni tranzistori i CMOS. Prvi čipovi koji su bili rašireni bili su oni koji su izgrađeni na TTL tehnologiji. Ali ne možete zaobići druge vrste logike koje se još uvijek koriste u tehnologiji.

Logika dioda-tranzistora

Koristeći konvencionalne poluvodičke diode, može se dobiti najjednostavniji logički element (shema je prikazana dolje). Ovaj element u logici naziva se "2" ". Kada se ulazu daje nulti potencijal (ili odjednom za oba), tada će otpornik početi protjecati električnom strujom. U tom slučaju dolazi do značajnog pada napona. Može se zaključiti da će na izlazu elementa potencijal biti jednak jednom, ako je točnije podvrgnuti se oba ulaza istovremeno. Drugim riječima, uz pomoć takve sheme, realizirana je logička operacija "2" ".


Broj poluvodičkih dioda ovisi o tome koliko će ulaza biti u elementu. Kada se koriste dva poluvodiča, provodi se sklop «2» », tri -« 3 », itd. U suvremenim čipovima izdaje se element s osam dioda (« 8 »). Ogroman nedostatak DTL-logike je vrlo niska razina nosivosti. Iz tog razloga potrebno je na logički element spojiti pojačalo s tranzistorima bipolarnog tipa.No mnogo je prikladnija logika na tranzistorima, koji imaju nekoliko dodatnih emitera. U takvim shemama TTL-logike koristi se tranzistor s više emitera, koji nije međusobno povezan u paralelnim poluvodičkim diodama. Ovaj je element sličan načelu "2I". ali na izlazu se visoka razina potencijala može dobiti samo ako dva ulaza u isto vrijeme imaju istu vrijednost. Struja emitera je odsutna, a prijelazi su zaključani. Slika prikazuje tipični logički sklop koji koristi tranzistore.

Sklopovi pretvarača na logičkim elementima

Uz pomoć pojačala dobiva se invertiranje signala na izlazu komponente. Elementi poput "I-NE" naznačeni su u serijskim čipovima zrakoplova. Na primjer, čip serije K155LA3 ima u svom dizajnu elemente tipa "2I-NE" u broju od četiri komada. Na temelju ovog elementa napravljen je inverter uređaj. U ovom slučaju koristi se jedna poluvodička dioda. Ako trebate kombinirati nekoliko elemenata logike tipa "I" prema shemama "OR" (ili ako želite implementirati logičke elemente "OR"), tada tranzistori moraju biti povezani paralelno u točkama navedenim na dijagramu. To prima samo jednu kaskadu na izlazu. Logički element tipa "2ABO-NO" prikazan je na ovoj fotografiji: Ovi elementi su u čipovima, koji su označeni slovima LR. Ali logika TTL tipa "OR-NO" označena je kraticom LE, na primjer, K153LE5. Ona koristi odjednom četiri logička elementa 2ABO-NE ".

U suvremenoj tehnologiji korištene su logičke razine mikrokreksa

čipset TTL-logika, u kojem je napajanje od 3 i 5 čl. Ali samo logička razina jedinice i nula napona ne ovise. Zbog toga nema potrebe za dodatnim usklađivanjem čipova. Donji grafikon pokazuje dopuštenu razinu napona na izlazu elementa. Napon u nesigurnom stanju na ulazu čipa u odnosu na izlaz je prihvatljiv u manjim granicama. I na ovom grafikonu su granice razina logičke jedinice i nula za čipove tipa TTL.

Uključivanje Schottky diode

No uz jednostavne tranzistorske tipke postoji jedan veliki nedostatak - oni imaju način zasićenja kada su otvoreni u radu. Da bi se višak nosača raspršio, a poluvodič nije zasićen, uključivanje poluvodičke diode se vrši između baze i kolektora. Slika prikazuje kako spojiti Schottky diodu i tranzistor. U Schottkyjevoj diodi, granična vrijednost napona je oko 02-04, au p-n-prijelazu silicija nije manja od 07 V. To je mnogo manje od vremena postojanja manjeg tipa nosača u poluvodičkom kristalu. Schottky dioda vam omogućuje da držite tranzistor zbog niskog praga za otvaranje prekidača. Upravo iz tog razloga on sprječava prijelaz trioda u način rada.

Koje su obitelji TTL čipova

Tipično, čipovi ovog tipa se napajaju iz izvora napona od 5 Volta. Tu su i strani analozi domaćih elemenata - serija SN74. No, nakon serije postoji digitalni broj koji označava broj i vrstu logičkih komponenti. Microchip SN74S00 sadrži logičke elemente "2I-NE". Postoje čipovi, ukoji su prošireni raspon temperature - domaći K133 i strani SN54. Ruski čipovi, slični po sastavu s SN74, izdani su pod oznakom K134. Strani čipovi s niskonaponskim i niskotarifnim terminalima imaju slovo L. Strani čipovi sa slovom S na kraju imaju domaće analoge u kojima je broj 1 zamijenjen 5. Na primjer, poznat je svim K555 ili K531. Danas se proizvodi nekoliko vrsta čipova serije K1533, u kojima su performanse i potrošnja energije vrlo niske.

Logički elementi CMOS tranzistora

Mikrokrugova, u kojima postoje komplementarni tranzistori, temelje se na MOS elementima p-i n-kanala. Uz pomoć jednog potencijala otvara se tranzistor s p-kanalom. Kada se pojavi formiranje logičkog "1", otvara se gornji tranzistor, a dno se zatvara. Istovremeno, struja ne prolazi kroz čip. Kada se formira "0", donji tranzistor se otvara, a gornji je zatvoren. Istodobno struja teče kroz čip. Primjer najjednostavnijeg logičkog elementa je inverter. Primijetite da u statičkom modu KMON-tranzistorskih čipova nema potrošnje struje. Potrošnja struje počinje samo kada se prebacuje iz jednog stanja u drugi logički element. TTL logika na takvim elementima je niska u potrošnji energije. Slika prikazuje dijagram sklopa elementa tipa "I-NE", sastavljenog na CMOS tranzistorima.