(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

действия элемента иллюстрируют временные диаграммы рис. з При логических ! на обоих входах диоды Ди Д2 закрыты, ме образуется цепь -+ Еа - R6 - Д' - Д , которая обеспеч протекание тока базы 1бя EJR6 транзистора. Транзистор , и насыщен, F = 0.

При логическом 0 на одном из входов (например, к,) откр? ется диод этого входа (Д,). Образуется цепь, в которой ток резй

Г-Т**Е* Ч'-т-т-гт-т~.

Д [>, Га. П 1 Л

Ц

/ мм

Hffl

t 1

Рис. 3.33. Схема логического элемента И - НЕ ДТЛ (а) и его временные диаграммы (б)

Д -змитгернйй

#б (рис. 3.33, а) протекает через открытый диод (ДО и источник сит> нала логического 0 (х{). При этом цепь Д' переход транзистора - оказывается шунтированной цепью с водящим диодом. Ток базы транзистора равен нулю, транзистор за крыт, F - I.

Поскольку напряжение па открытом диоде входной цепи, а кп\же напряжение входа логического 0 реально больше нуля, точка у на рис. 3.33, а имеет некоторый положительный потенциал относительно эмиттера транзистора. В отсутствие диодов Д', Д это могло бы привести к отпиранию транзистора. При их введении напряжение между точкой у и эмиттером транзистора будет приложено к диодам,

а напряжение (Убэ транзистора близко к нулю.

На рис. 3.34 приведена другая схема элемента И- НЕ, реализованная на транзисторах. Схемы такого типа образуют класс элементов так называемой транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

Основой этого класса элементов является использование многоэмит-3.34. Схема логического эле- терного транзистора Гм. Функци мента И - НЕ ТТЛ многоэмиттерного транзистора




к замене диодной части схемы элемента И - НЕ (см. д Т g 33t д). Подобная замена технологически выгодна, поскольку РйСоТОвление многоэмиттерного транзистора в микросхемах не намно-йЗГсл0жнее, чем изготовление обычного транзистора, а площадь, г°нймаемая многоэмиттерным транзистором в кристалле полупровод-33 а меньше диодной части элемента И - НЕ ДТЛ. От обычного н а0зистора многоэмиттерный транзистор отличается наличием не-т^оЛЬких (например, трех) эмиттерных областей с общими для всего с аНЗистора базовым и коллекторным слоями.

При комбинации входных сигналов, когда на одном из входов /например хх) действует нулевое напряжение (xi =0), ток через резистор R замыкается по цепи эмиттера этого входа. В базу транзистора Tt ток эмиттера /э1м не ответвляется, так как для направ-ления тока /км (указано на рис. 3.34 пунктирной стрелкой) сопротивление база - эмиттер транзистора Г, довольно велико. Транзистор fx закрыт. Сигнал на выходе F = 1. Так будет и при нулевом сигнале на большем числе входов элемента.

При наличии на всех входах логической 1 (напряжений, близких к I EJ все эмиттерные переходы транзистора Тш будут находиться под обратным напряжением, а коллекторный переход - под прямым. Ток /бм будет обусловливать ток /км, направление которого показано на рис. 3.34 сплошной стрелкой. Транзистор Г, будет открыт, его сигнал F = 0. Таким образом, схема рис. 3.34 выполняет логическую операцию И - НЕ.

Наличие усилительного элемента - транзистора - в логических микросхемах ИЛИ - НЕ и И - НЕ классов ДТЛ и ТТЛ определяет такое их важное преимущество, как сохранение неизменного уровня напряжения, соответствующего логической 1 , в процессе передачи сигнала при их последовательном соединении. В связи е этим указанные элементы, а также элемент НЕ являются базовыми в микросхемотехнике. В общем корпусе выпускаемых микросхем обычно содержится несколько элементов одного типа.

Комбинированные логические элементы. Существуют логические элементы в микросхемном исполнении, представляющие комбинацию Ранее рассмотренных элементов и позволяющие осуществлять более сложные логические операции. Некоторые из таких элементов и реализуемые ими функции показаны на рис. 3.35.

На рис. 3.35, а приведен элемент 2И - ИЛИ - НЕ. Выполняемая им логическая операция поясняется функциональной схемой Рис. 3.35, б. На рис. 3.35, в представлен элемент 2И - ИЛИ с инверсными входами по И, а его функциональный эквивалент изображен на Рис. 3.35, г.

Параметры логических элементов. К основным параметрам логических элементов (логических микросхем) относятся функциональные возможности элемента, быстродействие, потребляемая мощность й помехоустойчивость.

Функциональные возможности логического элемента определяются коэффициентом разветвления п по выходу и коэффициентом объединения m по



входу. Под коэффициентом разветвления п логического элемен; нимают количество входов аналогичных элементов, которое быть подключено к его выходу, а под коэффициентом объеду т - число входов, которое может иметь элемент. Иными ело коэффициент п характеризует нагрузочную способность микро

-TP-

& &

. xixK

Рис. 3.35. Схема логического элемента 2И - ИЛИ - НЕ (в) и его функциональный эквивалент (б), схема логического элемента 2И - ИЛИ (в) и его функциональный эквивалент (г)

Чем выше коэффициенты пит, тем меньшее количество микросх потребуется для создания конкретного устройства. Препятствием увеличению коэффициента п является ухудшение других пока, зателея элемента (помехоустойчивости, быстродействия) или нарушение нормального режима его работы.

Нагрузочная способность активного логического элемента суше- ственно зависит от типа используемого в нем выходного транзисторного каскада (инвертора). Как правило, для большинства типов ин-! тегральных микросхем коэффициент п не превышает 4-10. Для уве-( личения нагрузочной способности к выходу элемента в случае необходимости подключают так называемый буферный усилитель с мощным* многотранзисторным инвертором, позволяющим получить п = 20-г -f- 50. Буферный усилитель входит в состав серии интегральных микросхем.

В существующих сериях интегральных микросхем основные логические элементы (ИЛИ - НЕ, И - НЕ) выполняются, как правило,



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.