Еднолинови транзисторни логически схеми - RTL техника
За логическите вериги можем да използваме транзистор във връзка с общ емитер или колектор. Тези логически схеми са най-старите по отношение на развитието. В момента те вече не се използват. Те биха могли да работят с нива на напрежение на единици до десетки волта. Те консумираха много. Дизайнът често се основава на някакво компромисно решение (забелязваме входната верига на NOR елемента. Входовете X 1, X 2 и X 3 винаги са били свързани към резистора R 2, входните резистори винаги са течали някакъв ток.) Това даде по-малка сума.
Диод -Транзисторна логическа схема -TTL технология
Друг етап на развитие е DTL техниката, при която, както се вижда на фигурите, резисторите на входовете на логическите елементи се заменят с диоди. Това премахва поне отчасти споменатия вече недостатък на входните вериги, решени от резисторите. Консумацията също е висока. Надеждността е задоволителна, достатъчна за използваното оборудване.
Тези вериги, главно поради високата си устойчивост на шум, са предназначени за индустриална автоматизация, за входни вериги на компютър, както и за предаване на информация на големи разстояния.
Транзисторни логически схеми - TTL техника
Веригите на тази техника се произвеждат само в интегрирана версия. Те приличат на техниката DTL. Функцията на входните диоди се заменя с транзистор с по-голям брой емитери. Тъй като тези логически схеми са изпълнени в интегрирана форма и тяхната вътрешна структура има тенденция да бъде сложна, ние ще покажем работата на тези схеми на една логическа схема, изпълняваща функцията NAND (MH 7400). Вътрешната му връзка е показана на фигурата. Също така ще забележим неговите характеристики на предаване и вход.
Характеристика на предавката:
Показва зависимостта на промяната на изходното напрежение U вход от промяната на входното напрежение U вход. Тази характеристика има четири отделни области.
* В зона а (от 0 - 0,7 V за вход) транзисторите T 2 и T 3 са затворени.
* В зона b транзисторът T2 започва да се отваря, но транзисторът T3 все още е затворен. Транзисторът T 4 също е леко затворен от спада на напрежението в колектора T 2 .
* В зона c транзисторът T 3 се отваря и транзисторът T 4 се затваря .
* В област d транзисторът T 3 е в насищане, а транзисторът T 4 е напълно затворен.
Входни характеристики:
Определя зависимостта на входния ток от величината на входното напрежение. Отрицателният ток означава, че той преминава през R = 4 към W и преминаването B-E на транзистора T 1 към източника на сигнал. При U vst = 1,4 V, входният ток I, който се въвежда, е vst = 0 mA. Над това напрежение U vst, токът I vst е около 10 m A. Тук преходът B-E е поляризиран в обратна посока. При U вход по-голям от 7 V, входният ток се увеличава рязко поради повреда на PN прохода между E-B на транзистора T 1 .
В допълнение към характеристиките на предавката и входа, някои други параметри, обобщени в таблицата за сравнение по-долу, са важни за логическите вериги. В таблицата има два параметъра, а именно устойчивост на шум и логическа печалба, които първо ще дефинираме.
Имунитет срещу шум:
това е минималната разлика на входните напрежения, при които изходът преминава от log.0 към log.1 или обратно, при най-неблагоприятни условия.
За нашата входна характеристика за U vst по-малко от 0.7V изходът е в log.1, а за U vst по-голям от 1.7V изходът е в log.0.
Разликата от 1,7 - 0,7 = 1V - е шумоустойчивост .
Логическа печалба:
се дава от броя на входовете на логически членове, които могат да бъдат свързани към изхода на един логически член. Членовете на изпълнението са проектирани като отворени колекционерски членове.
Основни характеристични технически данни на TTL вериги:
Захранване: | +4,75 ё 5,25V |
Загуба на сила на един член: | 10mW ё 25mW |
Флип-флоп разсейване на мощността: | 60mW ё 90mW |
Имунитет срещу шум: | 1V |
Логическа печалба: | 10 (изпълнителни членове 30) |
Дневник на входното ниво. 0: | макс. 0.8V |
Дневник на входното ниво. 1: | мин. 1.8V |
Изходно ниво на регистрационния файл. 0: | макс. 0.4V |
Дневник на изходното ниво 1: | мин. 2.4V |
Забавяне на сигнала: | макс. 15ns при смяна на 0 [2ч4,5ns за S серия], макс. 22ns при промяна на 1 [2ч4,5ns за S серия] |
Основни характеристични технически данни на DTL вериги:
Захранване: | 11.4ч17V |
Загуба на сила на един член: | 27mW |
Имунитет срещу шум: | мин. 5V |
Логическа печалба: | 10 |
Дневник на входното ниво. 0: | макс. 4.5V |
Дневник на входното ниво. 1: | мин. 7.5V |
Изходно ниво на регистрационния файл. 0: | макс. 1.7V |
Дневник на изходното ниво 1: | мин. 10V |
Забавяне на сигнала: | 90 ё 310ns |
ИНТЕГРИРАН МОС
Интегрираните логически схеми MOS са сред логическите схеми, внедрени от технологията TTL. За разлика от схемите, реализирани от биполярни транзистори, където в допълнение към транзисторите са използвани и настройващи резистори, MOS интегралните схеми са съставени изключително от транзистори, които изпълняват функцията както на активни, така и на пасивни елементи. Връзките на NAND и NOR логическите членове са показани на фигурите.
MOS интегралните схеми използват еднополюсни транзистори за проводимост P и N. Транзисторите с канал N работят като превключвател, транзисторите с канал P като превключен товар. Във веригата винаги има само един отворен транзистор, т.е. превключвателят и превключеният товар работят обратно на часовниковата стрелка, в обратен режим, което води до малко разсейване на мощността. Като цяло, три вида технологии са широко разпространени в производството на MOS интегрални схеми:
- PMOS
- NMOS
- CMOS
Името CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor, обозначава технологията за създаване на MOS интегрални схеми с двойка допълващи MOS транзистори (допълваща двойка) с канали P и N. Напречните сечения на тези структури са показани на фигурата до.
Характеристика:
Тези интегрални схеми имат по-дълги времена на превключване от TTL, но по-висока плътност на интеграция, по-ниска консумация на енергия, но това зависи от работната честота (виж графиката по-долу) и добра устойчивост на шум. Захранващото напрежение е 4ч15V.
Те обаче обикновено не са съвместими с TTL или друга логика. Входните и изходните нива за log.0 и log.1 са различни от TTL, дори ако захранващото напрежение е + 5V.
Графика на зависимостта на мощността на загубите на логически член от работната честота за различни технологии за производство на логически елементи.
. Използването на съдържанието на страниците или техните части за „квазиавторски“ и търговски цели противоречи на авторското право и е възможно само със съгласието на автора . Изготвил: Ing. Александър Хаткович Изпращайте коментари или въпроси на адреса