Članek bo obravnaval logiko TTL, ki se še vedno uporablja na nekaterih področjih tehnologije. Skupno obstaja več vrst logike: tranzistor tranzistor (TTL), diodni tranzistor (DTL), ki temelji na MOS tranzistorjih (CMOS), pa tudi bipolarni tranzistorji in CMOS. Prvi čipi, ki so bili razširjeni, so bili tisti, ki so bili zgrajeni na tehnologiji TTL. Vendar ne morete obiti drugih vrst logike, ki se še vedno uporabljajo v tehnologiji.
Logika diode-tranzistorja
Z običajnimi polprevodniškimi diodami lahko dobimo najpreprostejši logični element (shema je prikazana spodaj). Ta element v logiki se imenuje "2" ". Ko je vhodu podan ničelni potencial (ali naenkrat obema), bo upor začel teči električni tok. V tem primeru pride do znatnega padca napetosti. Sklepamo lahko, da bo na izhodu elementa potencial enak enemu, če je tako natančno, da se hkrati poda na oba vhoda. Z drugimi besedami, s pomočjo takšne sheme je realizirana logična operacija "2 is".
Število polprevodniških diod je odvisno od števila vhodov v elementu. Pri uporabi dveh polprevodnikov je izvedeno vezje «2» », tri -« 3 »in tako naprej.V sodobnih čipih je izdan element z osmimi diodami (« 8 »). velika pomanjkljivost DTL-logike je zelo nizka stopnja nosilnosti. Zato je potrebno na logični element priključiti ojačevalnik z bipolarnim tranzistorjem.Toda veliko bolj priročno je logika na tranzistorjih, ki imajo več dodatnih oddajnikov. V takih shemah TTL-logike se uporablja tranzistor z več oddajniki, ki ni povezan v vzporedne polprevodniške diode. Ta element je podoben načelu "2I". toda na izhodu se lahko visok potencial doseže le, če imata oba vhoda hkrati enako vrednost. Tok oddajnika je odsoten in prehodi so zaklenjeni. Slika prikazuje tipično logično vezje z uporabo tranzistorjev.
Vezja razsmernikov na logičnih elementih
S pomočjo ojačevalnika se doseže invertiranje signala na izhodu komponente. Elementi, kot je "I-NOT", so označeni v serijskih čipih letala. Na primer, čip serije K155LA3 ima v svojem oblikovanju elemente tipa "2I-NE" v številu štirih kosov. Na podlagi tega elementa je izdelana inverterska naprava. V tem primeru se uporablja ena polprevodniška dioda. Če morate kombinirati več elementov logike tipa "I" v skladu s shemami "OR" (ali če želite uporabiti logične elemente "OR"), morajo biti tranzistorji povezani na vzporedno na točkah, ki so navedene na diagramu. To prejme samo eno kaskado na izhodu. Logični element tipa "2ABO-NO" je prikazan na tej fotografiji:
Ti elementi so v žetonih, ki so označeni s črkami LR. Toda logika tipa TTL "OR-NO" je označena s kratico LE, na primer, K153LE5. V njem so uporabljena štiri logična elementa 2ABO-NOT ".
Uporabljajo se logične ravni mikrovezij
čipov TTL-logic, v katerem je napajanje 3 in 5 čl. Ampak samo logična raven enote in ničelna napetost ni odvisna. Zato ni potrebe po dodatnem usklajevanju čipov. Spodnji graf prikazuje dovoljeno stopnjo napetosti na izhodu elementa.
Napetost v negotovem stanju na vhodu čipa v primerjavi z izhodom je sprejemljiva v manjših mejah. In na tem grafu so meje ravni logične enote in nič za čipi tipa TTL.
Vključitev Schottky diode
Toda s preprostimi tranzistorskimi tipkami obstaja ena velika pomanjkljivost - če so odprti v delovanju, imajo zasičenost. Da bi se odvečni nosilci razpršili in polprevodnik ni nasičen, se med osnovno in zbiralno enoto vključi polprevodniška dioda. Na sliki je prikazano, kako povezati Schottky diode in tranzistor.
V Schottkyjevi diodi je mejna vrednost napetosti okoli 02-04 in pri p-n-prehodu silicija ni manjša od 07 V. To je veliko manj kot čas obstoja manjšega tipa nosilcev v polprevodniškem kristalu. Schottky dioda vam omogoča, da zadržite tranzistor zaradi nizkega praga za odpiranje stikala. Zato preprečuje prehod triode v način.
Kakšne so družine čipov TTL
Po navadi se taki čipi napajajo z viri napetosti 5 Volt. Obstajajo tuji analogi domačih elementov - serija SN74. Po seriji pa obstaja digitalna številka, ki označuje število in vrsto logičnih komponent. Microchip SN74S00 vsebuje logične elemente "2I-NOT". Obstajajo čipi, uki so bolj razširjeno temperaturno območje - domači K133 in tuji SN54. Ruski čipi, podobni po sestavi SN74, so bili izdani pod oznako K134. Tuji čipi s priključki z nizko močjo in majhno hitrostjo imajo črko L. Tuji čipi s črko S na koncu imajo domače analoge, v katerih je bila številka 1 nadomeščena z 5. Na primer, znano je vsem K555 ali K531. Danes se proizvaja več vrst čipov serije K1533, pri katerih so zmogljivost in poraba energije zelo nizki.
Logični elementi CMOS tranzistorjev
Mikro vezja, v katerih so komplementarni tranzistorji, temeljijo na MOS-elementih p-in n-kanalov. S pomočjo enega potenciala se odpre tranzistor s p-kanalom. Ko nastopi logično "1", se odpre zgornji tranzistor, dno pa se zapre. Hkrati pa tok ne teče skozi čip. Ko se ustvari "0", se odpre spodnji tranzistor, zgornji del pa se zapre. Hkrati tok teče skozi čip. Primer najpreprostejšega logičnega elementa je pretvornik.
Upoštevajte, da v statičnem načinu v KMON-tranzistorskih čipih ni porabe toka. Poraba toka se začne samo pri prehodu iz enega stanja v drugega. TTL logika na takšnih elementih je nizka pri porabi energije. Na sliki je prikazana vezna shema elementa tipa "I-NOT", sestavljenega na CMOS tranzistorjih.
Dva tranzistorja sta zgradila aktivno vezje obremenitve. Če je potrebno, oblikovanje visokepotencial teh polprevodnikov je odprt in nizek - zaprt. Upoštevajte, da logika tranzistorskega tranzistorja (TTL) temelji na delovanju tipk. Polprevodniki v zgornjem ramenu se odprejo in zaprejo na dnu. V tem primeru v statičnem načinu čip ne bo porabil toka iz napajanja.
