Die artikel sal die TTL-logika oorweeg, wat steeds in sommige takke van tegnologie gebruik word. In totaal is daar verskeie tipes logika: transistor-transistor (TTL), diode-transistor (DTL), gebaseer op MOS-transistors (CMOS), sowel as gebaseer op bipolêre transistors en CMOS. Die heel eerste mikrobane wat wyd gebruik is, was dié wat met behulp van TTL-tegnologieë gebou is. Maar ander tipes logika wat steeds in tegnologie gebruik word, kan nie geïgnoreer word nie.
Diode-transistorlogika
Deur gewone halfgeleierdiodes te gebruik, kan jy die eenvoudigste logika-element kry (die diagram word hieronder getoon). Hierdie element in logika word "2I" genoem. Wanneer nulpotensiaal op enige inset (of albei gelyktydig) toegepas word, sal 'n elektriese stroom deur die resistor begin vloei. In hierdie geval vind 'n beduidende spanningsval plaas. Daar kan tot die gevolgtrekking gekom word dat by die uitset van die element die potensiaal gelyk sal wees aaneenheid, as dit presies op beide insette gelyktydig toegepas word. Met ander woorde, met die hulp van so 'n skema word die logiese bewerking "2AND" geïmplementeer.
Die aantal halfgeleierdiodes bepaal hoeveel insette die element sal hê. Wanneer twee halfgeleiers gebruik word, word die "2I" stroombaan geïmplementeer, drie - "3I", ens. In moderne mikrobane word 'n element met agt diodes ("8I") vervaardig. 'n groot nadeel van DTL-logika is 'n baie klein vlak van laaivermoë. Om hierdie rede moet 'n bipolêre transistorversterker aan die logiese element gekoppel word.
Maar dit is baie geriefliker om logika op transistors met verskeie bykomende emittors te implementeer. In sulke TTL-logikakringe word 'n multi-emittertransistor gebruik, eerder as halfgeleierdiodes wat in parallel gekoppel is. Hierdie element is in beginsel soortgelyk aan "2I". maar by die uitset kan 'n hoë vlak van potensiaal verkry word slegs as die twee insette gelyktydig dieselfde waarde het. In hierdie geval is daar geen emittorstroom nie, en die oorgange word geblokkeer. Die figuur toon 'n tipiese logiese stroombaan wat transistors gebruik.
Omskakelaarkringe op logiese elemente
Met die hulp van 'n versterker, blyk dit dat dit die sein by die uitset van die komponent omkeer. Elemente van die "EN-NIE" tipe word in die reeks mikrokringe van die vliegtuig aangedui. Byvoorbeeld, 'n mikrokring van die K155LA3-reeks het in sy ontwerpelemente van die "2I-NOT" tipe in die hoeveelheid van vier stukke. Op grond van hierdie element word 'n omskakelaartoestel gemaak. Dit gebruik een halfgeleierdiode.
As jy moet saamsmeltverskeie logiese elemente van die "EN" tipe volgens die "OF" stroombane (of as dit nodig is om die logiese elemente "OF") te implementeer, dan moet die transistors in parallel gekoppel word by die punte wat op die diagram aangedui word. In hierdie geval word slegs een kaskade by die uitset verkry. 'n Logiese element van die "2OF-NIE" tipe word in hierdie foto getoon:
Hierdie elemente is beskikbaar in mikrokringe, wat met die letters LR aangedui word. Maar die TTL-logika van die "OF-NIE" tipe word aangedui deur die afkorting LE, byvoorbeeld K153LE5. Dit het vier logiese elemente "2OF-NIE" wat gelyktydig ingebou is.
IC-logikavlakke
In moderne tegnologie word mikrobane met TTL-logika gebruik, wat deur 3 en 5 V aangedryf word. Maar net die logiese vlak van een en nul hang nie van spanning af nie. Dit is om hierdie rede dat daar geen behoefte is vir bykomende passing van mikrokringe nie. Die grafiek hieronder toon die toelaatbare spanningsvlak by die uitset van die element.
Spanning in 'n onsekere toestand by die inset van die mikrokring, in vergelyking met die uitset, is toelaatbaar binne kleiner perke. En hierdie grafiek toon die grense van die vlakke van 'n logiese eenheid en nul vir TTL-tipe mikrobane.
Skakel die Schottky-diode aan
Maar eenvoudige transistorskakelaars het een groot nadeel - hulle het 'n versadigingsmodus wanneer hulle in die oop toestand werk. Om oortollige draers te laat oplos en die halfgeleier nie versadig te wees nie, word 'n halfgeleierdiode tussen die basis en die kollektor aangeskakel. Die figuur wysmanier om Schottky-diode en transistor te verbind.
'n Schottky-diode het 'n spanningsdrempel van ongeveer 0.2-0.4 V, terwyl 'n silikon p-n-aansluiting 'n spanningsdrempel van minstens 0.7 V het. En dit is baie minder as die leeftyd van 'n minderheidstipe draers in 'n halfgeleier kristal. Die Schottky-diode laat jou toe om die transistor te behou as gevolg van die lae drempel om die aansluiting oop te maak. Dit is om hierdie rede dat die triode verhinder word om in modus te gaan.
Wat is die families van TTL-mikrokringe
Gewoonlik word mikrokringe van hierdie tipe aangedryf deur bronne van 5 V. Daar is buitelandse analoë van huishoudelike elemente - die SN74-reeks. Maar ná die reeks kom 'n digitale nommer, wat die aantal en tipe logiese komponente aandui. Die SN74S00 mikrokring bevat 2I-NIE logiese elemente. Daar is mikrokringe waarvan die temperatuurreeks meer uitgebrei is - huishoudelike K133 en buitelandse SN54.
Russiese mikrobane, soortgelyk in samestelling aan SN74, is onder die benaming K134 vervaardig. Buitelandse mikrobane, waarvan die kragverbruik en spoed laag is, het aan die einde die letter L. Buitelandse mikrobane met die letter S aan die einde het huishoudelike eweknieë waarin die nommer 1 met 5 vervang is. Byvoorbeeld, die bekende K555 of K531. Vandag word verskeie tipes K1533-reeks mikrobane vervaardig, waarin die spoed en kragverbruik baie laag is.
CMOS-logiese hekke
Mikrobane wat komplementêre transistors het, is gebaseer op MOS-elemente met p- en n-kanale. Met die hulp van eenpotensiaal, 'n p-kanaal transistor oopmaak. Wanneer 'n logiese "1" gevorm word, gaan die boonste transistor oop en die onderste een sluit. In hierdie geval vloei geen stroom deur die mikrokring nie. Wanneer 'n "0" gevorm word, gaan die onderste transistor oop en die boonste een sluit. In hierdie geval vloei stroom deur die mikrokring. 'n Voorbeeld van die eenvoudigste logika-element is 'n omskakelaar.
Neem asseblief kennis dat CMOS-IC's nie stroom in statiese modus trek nie. Huidige verbruik begin slegs wanneer van een toestand na 'n ander logiese element oorgeskakel word. TTL-logika op sulke elemente word gekenmerk deur lae kragverbruik. Die figuur toon 'n diagram van 'n element van die "NAND"-tipe, saamgestel op CMOS-transistors.
'n Aktiewe laskring is gebou op twee transistors. As dit nodig is om 'n hoë potensiaal te vorm, gaan hierdie halfgeleiers oop, en 'n lae een sluit. Neem asseblief kennis dat transistor-transistor-logika (TTL) gebaseer is op die werking van die sleutels. Halfgeleiers in die boarm gaan oop, en in die onderarm sluit hulle. In hierdie geval, in statiese modus, sal die mikrokring nie stroom vanaf die kragbron verbruik nie.
