Transistor-tranzistorska logika (TTL)

Članek bo upošteval logiko TTL, ki se še vedno uporablja v nekaterih vejah tehnologije. Skupno je na voljo več vrst logike: tranzistor, tranzistor (TTL), diode, tranzistor (LBD), ki temelji na MOS tranzistorji (CMOS), kot tudi na podlagi bipolarnih tranzistorjev in CMOS. Zelo Prvi čipi, ki se pogosto uporabljajo, so bile tiste, ki so bile zgrajene po TTL tehnologijo. Vendar ne moremo prezreti drugih vrst logike, ki se še vedno uporabljajo v tehnologiji.

Diode-tranzistorska logika

Z uporabo konvencionalnih polprevodniških diod lahko dobite najpreprostejši logični element (diagram je prikazan spodaj). Ta element v logiki se imenuje "2I". Ko na vhod nanesete ničelni potencial (ali oba), bo električni tok potekal skozi upor. V tem primeru pride do znatnega padca napetosti. Lahko sklepamo, da bo na izhodu elementa potencial enak enemu, če se to natančno uporabi za oba vhoda hkrati. Z drugimi besedami, s pomočjo takšne sheme se izvaja logična operacija "2I".

Število polprevodniških diod je odvisno od števila vložkov, ki jih ima element. Ko sta polprevodniki izvaja "2I" shemo, tri - "3i", itd V modernih čipov proizvedenih element z osmimi diodami ( "8i") ... Velika pomanjkljivost DTL-logike je zelo majhna nosilnost. Iz tega razloga morate povezati logični element tranzistorski ojačevalnik bipolarni tip.

Ampak logika je veliko bolj priročna na tranzistorjih, ki imajo več dodatnih onesnaževalcev. V takšnih logičnih tokokrogih TTL se uporablja tranzistor z več emitorji in ni povezan v vzporednih polprevodniških diodah. Ta element je načeloma podoben "2I". vendar pa se pri izhodu lahko doseže visoka stopnja potenciala le, če je na obeh vhodih hkrati enaka vrednost. Tok toka ni prisoten, prehodi pa so zaklenjeni. Na sliki je prikazan tipičen logični diagram z uporabo tranzistorjev.

Sheme razsmernikov na logičnih elementih

Z uporabo ojačevalnika lahko obrnete signal na izhodu komponente. Elementi tipa "AND-NO" so navedeni v komercialnih IC čipih. Na primer, serija K155LA3 ima v svojih oblikovnih elementih tipa "2I-NE" v številu štirih kosov. Na podlagi tega elementa je izdelana inverterna naprava. Uporabljena je ena polprevodniška dioda.

Če je potrebno kombinirati več elementov logike tipa "AND" v skladu s shemami "ALI" (ali če je treba izvajati logične elemente "ALI"), je treba tranzistorje povezati vzporedno na točkah, ki so navedene na diagramu. V tem primeru dobimo samo eno izhodno fazo. Na tej fotografiji je prikazan logični element vrste "2ILI-NE":

Ti elementi so na voljo v mikrovezjih, ki jih označujejo črkami LR. Logična TTL tipa "OR-NO" pa označuje kratica LE, na primer K153Le5. Vanj so vgrajeni štirje logični elementi "2ILI-NOT".

Logična raven mikrovezij

V sodobni tehnologiji se uporabljajo čipi s TTL logiko, ki imajo moč od 3 in 5 V. Vendar samo logična raven enote in nič napetosti ni odvisna. Iz tega razloga ni potrebe po dodatnem ujemanju mikrovezij. Spodnji graf prikazuje dovoljeno raven napetosti na izhodu elementa.

Napetost v nedefiniranem stanju na vhodu mikročipa v primerjavi z izhodom je sprejemljiva v manjšem obsegu. In ta graf prikazuje meje logične enote in ničelne vrednosti za mikrovezja vrste TTL.

Vklopite dioda Schottky

Ampak preprosto tranzistorska stikala obstaja ena velika pomanjkljivost - pri delu v odprtem stanju imajo način zasičenosti. Da bi odpravili presežne nosilce in polprovodnik ni nasičen, je med bazo in zbiralnikom povezana polprevodniška dioda. Na sliki je prikazana metoda priključitve Schottkyove diode in tranzistorja.

Na Schottkyovi diodi je mejna vrednost napetosti približno 0,2-0,4 V in za p-n-križanje silicija - ne manj kot 0,7 V. In to je veliko manj kot življenjska doba manjšinskega nosilca v polprevodniškem kristalu. Schottky dioda omogoča vzdrževanje tranzistorja zaradi nizkega praga prehodnega prehoda. Zaradi tega se tranzistorju ne sme preklopiti na način.

Kakšne so družine TTL mikrovezij

Značilno je, da so te vrste čipov napajani s 5 V vira. Tu so tuji analogi domačih elementov - serija SN74. Toda po seriji je digitalno število, ki označuje število in vrsto logičnih komponent. Čip SN74S00 vsebuje logične elemente "2I-NOT". Obstajajo čipi, ki imajo bolj razširjeno temperaturno območje - domačo K133 in tuje SN54.

Ruski žetoni, podobni sestavi SN74, so bili proizvedeni pod oznako K134. Tuji mikročipi, ki so poraba energije in nizka hitrost na koncu črko L. čezmorskih čip s črko S na koncu so domače kolegi, v katerem ugotovimo 1 je bila nadomeščena s 5. Na primer, je znano, da vse K555 ali K531. Danes, več vrst čipov proizvaja K1533 serija, katere hitrost in poraba energije je zelo nizka.

Logični elementi na CMOS tranzistorjih

Čipi, v katerih so dopolnilni tranzistorji, temeljijo na MOS-elementih s p- in n-kanali. Z enim potencialom se odpre tranzistor s p-kanalom. Ko se oblikuje logična "1", se zgornji tranzistor odpre in spodnji se zapre. V tem primeru tok ne teče skozi mikrovezo. Ko se oblikuje "0", se odpre spodnji tranzistor, zgornji pa se zapre. V tem primeru tok teče skozi mikrovezo. Primer najpreprostejšega logičnega elementa je pretvornik.

Upoštevajte, da v čipih na tranzistorjih CMOS v statičnem načinu ni trenutne porabe. Trenutna poraba se začne šele pri prehodu z ene države v drug logični element. TTL logiko na takšne elemente je značilna nizka poraba energije. Na sliki je prikazan diagram elementa tipa "AND-N", ki ga sestavljajo tranzistorji CMOS.

Na dveh tranzistorjih je aktiven aktivni tokokrog obremenitve. Če je potrebno oblikovati visok potencial, se ti polprevodniki odprejo, medtem ko so nizke zaprti. Upoštevajte dejstvo, da je logika tranzistorskega tranzistorja (TTL) zgrajena na podlagi delovanja ključev. Polprevodniki v zgornji roki so odprti in v spodnjem delu se zaprejo. V tem primeru v statičnem načinu čip ne porabi toka iz vira napajanja.