В статията ще се разгледа логиката на TTL, която все още се използва в някои области на технологията. Общо има няколко вида логика: транзисторен транзистор (TTL), диоден транзистор (DTL), базиран на MOS транзистори (CMOS), както и биполярни транзистори и CMOS. Първите чипове, които бяха широко разпространени, бяха тези, които бяха построени на TTL технология. Но не можете да заобиколите другите видове логика, които все още се използват в технологията.
Логика на диодния транзистор
Използвайки конвенционалните полупроводникови диоди, може да се получи най-простият логически елемент (схемата е показана по-долу). Този елемент в логиката се нарича "2І". Когато на входа е даден нулев потенциал (или едновременно и на двете), резисторът ще започне да тече електрически ток. В този случай има значителен спад на напрежението. Може да се заключи, че на изхода на елемента потенциалът ще бъде равен на единица, ако е така точно да се предаде едновременно на двата входа. С други думи, с помощта на такава схема се реализира логическата операция "2І".
Броят на полупроводниковите диоди зависи от това колко входа ще бъдат в елемента. При използване на два полупроводника се въвежда верига «2І», три - «3» и т.н. В съвременните чипове се издава елемент с осем диода («8»). огромният недостатък на DTL-логиката е много ниско ниво на товароносимост. Поради тази причина е необходимо да се свърже усилвател с биполярни транзистори към логически елемент.Но много по-удобна е логиката на транзисторите, които имат няколко допълнителни излъчватели. В такива схеми на TTL-логика се използва транзистор с множество емитери и не е свързан паралелно с полупроводникови диоди. Този елемент е подобен на принципа "2I". но на изхода нивото на висок потенциал може да бъде постигнато само ако двата входа едновременно имат една и съща стойност. Токът на излъчвателя отсъства и преходите са заключени. Фигурата показва типична логическа схема, използваща транзистори.
Вериги на инвертори върху логически елементи
С помощта на усилвател се получава инвертиране на сигнала на изхода на компонента. Елементи като "I-NOT" са посочени в серийните чипове на самолета. Например, чипът от серията K155LA3 има в своето оформление елементи от типа "2I-NE" в брой от четири части. На базата на този елемент се прави инверторно устройство. В този случай се използва един полупроводников диод. Ако трябва да комбинирате няколко елемента от логиката от тип "I" съгласно схемите "OR" (или ако искате да приложите логически елементи "OR"), тогава транзисторите трябва да бъдат свързани паралелно в точките, посочени в диаграмата. Това получава само една каскада на изхода. Логически елемент от тип "2ABO-NO" е показан на тази снимка:
Тези елементи са в чиповете, които са обозначени с букви от LR. Но логиката на TTL тип "OR-NO" е обозначена със съкращението LE, например, K153LE5. Той използва четири логически елемента 2ABO-NOT ".
Използват се логически нива на микросхемите
чипсети TTL-логика, при които захранването от 3 и 5 чл. Но само логическото ниво на единицата и нула на напрежението не зависят. Поради тази причина няма нужда от допълнителна хармонизация на чиповете. Графиката по-долу показва допустимото ниво на напрежението на изхода на елемента.
Напрежението в несигурно състояние на входа на чипа в сравнение с изхода е приемливо в по-малки граници. И на тази графика са границите на нивата на логическата единица и нула за чипове от тип TTL.
Включване на диода Schottky
Но с прости транзисторни ключове има един голям недостатък - те имат режим на насищане, когато са отворени в действие. За да се разсеят излишните носители и полупроводникът да не е наситен, между основата и колектора се прави включване на полупроводников диод. Фигурата показва как да се свърже диод Шотки и транзистор.
В диода Шотки ограничителната стойност на напрежението е около 02-04, а при p-n-прехода на силиция не е по-малка от 07 V. Това е много по-малко от времето на съществуване на второстепенния тип носители в полупроводниковия кристал. Диодът Шотки ви позволява да задържите транзистора поради ниския праг за отваряне на ключа. Поради тази причина това предотвратява прехода на триода към режима.
Какви са семействата на TTL чипове
Обикновено чипове от този тип се захранват от източници на напрежение 5 Volt. Има чуждестранни аналози на битови елементи - серията SN74. Но след серията има цифров номер, който обозначава броя и вида на логическите компоненти. Microchip SN74S00 съдържа логическите елементи "2I-NOT". Има чипове, uкоито са по-разширен температурен диапазон - вътрешен K133 и чужд SN54. Руски чипове, подобни по състав с SN74, бяха издадени под наименованието K134. Чуждите чипове с ниска мощност и нискоскоростни терминали имат буквата L. Чуждите чипове с буквата S в края имат местни аналози, в които номер 1 е заменен с 5. Например, познат на всички K555 или K531. Днес се произвеждат няколко вида чипове от серията K1533, в които производителността и консумацията на енергия са много ниски.
Логически елементи на CMOS транзистори
Микросхемите, в които има допълващи се транзистори, се основават на MOS-елементите на p- и n-каналите. С помощта на един потенциал се отваря транзистор с р-канал. При появата на логическото "1", горният транзистор се отваря и дъното се затваря. В същото време токът не преминава през чипа. Когато се образува "0", долният транзистор се отваря и горната част се затваря. В същото време токът преминава през чипа. Пример за най-простия логически елемент е инвертор.
Отбележете, че няма токова консумация в статичния режим в транзисторните чипове KMON. Потреблението на ток започва само при преминаване от едно състояние към друг логически елемент. TTL логиката на такива елементи е с ниска консумация на енергия. На фигурата е показана електрическата схема на елемент от тип "I-NOT", съставен на CMOS транзистори.
Два транзистора са построили активна верига на натоварване. Ако е необходимо, образуването на високопотенциалът на тези полупроводници е отворен и нисък - са затворени. Забележете, че транзисторната транзисторна логика (TTL) се основава на работата на ключовете. Полупроводниците в горното рамо се отварят и затварят на дъното. В този случай, в статичен режим, чипът няма да консумира ток от захранването.