elemente logice - studopediya
Element Logic - un dispozitiv electronic, care pune în aplicare una dintre operațiile logice. Dacă valoarea elementului funcție la ieșirea este determinată în mod unic printr-o combinație de variabile de intrare la un moment dat, elementul se referă la logica combinaționale.
Pe conceptul unui dreptunghi logic element de zugrăvi (în sistemul românesc ESKD și DIN European), în interiorul căruia este plasat un pointer funcție de imagine. De obicei, linia de pe partea stângă a dreptunghiului prezinta drept intrări - ieșiri element. Dacă ieșirea cercului desemnat, elementul produce o negație logică (inversare) a rezultatul operației, menționat în interiorul dreptunghiului.
Deși orice dispozitiv digital și pot fi construite din elemente logice de același tip, cum ar fi NAND sau OR # 8209, nu, în practică, limitată la un singur tip de elemente rare [1].
Tabelul 4.1 prezintă principalele componente logice utilizate în dispozitivele digitale.
Luați în considerare principiul de funcționare a dispozitivului și a elementelor logice de bază ale celor mai frecvente tipuri de circuite digitale.
Elementul de bază al logicii tranzistor-tranzistor (TTL). Fig. 4.1, și o diagramă a AND-NO elementul logic cu TTL mnogoemitternym tranzistor VT 1 intrare (diferența sa este că injecția de purtători de sarcină în bază, prin intermediul mai multor emițător independent p # 8209; n intersecții) și simplu odnotranzistornym cheie de ieșire etapele .Printsip ale acestui sistem pentru diferite semnale de intrare este prezentată în Fig. 4.1, b, c, d.
Indicate în DIN standard
Indicat în ANSI standard
După cum se poate observa din Fig. 4.1b. unitate logică, primit la 1 intrări VT, blochează toate emitor. Curentul care curge prin Rb rezistor. se închide prin deschise
p-n # 8209; - (. Figura 4.1b) tranzițiile colectoare VT 1 și VT 2. Acest emițător curent deschis VT tranzistor 2, iar tensiunea la ieșirea sa devine aproape de zero, adică ... Dacă toate, sau cel puțin un 1budet semnal de intrare este aplicat VT (fig. 4.1, c, d), curentul care curge prin Rb, va fi închisă prin joncțiune deschis emițător VT 1.When intrare curent VT 2budet aproape de zero, și un tranzistor de ieșire ar fi blocat, adică. f .. Astfel, în schema considerată pusă în aplicare logică AND-operare trebuie remarcat faptul că în cazul în care intrările de tranzistor VT 2ostavit liber și nu este conectat la sursa de semnal, acesta va fi perceput ca având un element de 1 logic la intrările sale. Curentul prin Rb. În acest caz, se deschide VT 2, iar semnalul va apărea la ieșire. Circuitul a elementului de bază cu un invertor TTL simplu găsește doar aplicație limitată ca un circuit colector deschis. În aceste scheme, RK în interiorul chip și nici o cheie de încărcare externă este utilizatorul: element de afișare (lampă, LED-uri) sau elementul de acționare (releu electromagnet, etc.).
Fig. 4.1. Principiul de funcționare al TTL bazate pe NAND
Îmbunătățirea proprietăților chips-uri TTL, este introducerea în aceasta diodă Schottky având o structură metalică-semiconductor. Aceste diode șunt joncțiunea colector de tranzistori cheie, prevenind saturație. Cu această întârziere de propagare de timp este redus de aproape trei ori. IC cu diode Schottky acum inlocuind frecvent cipuri realizate prin tehnologia TTL convenționale.
Structuri de bază Element CMOS. Structura doi tranzistori MOS complementare sunt selectorul ideale de tensiune, este baza de bază AND-NOT (fig. 4.2, a) și NOR (fig. 4.2, b) După cum se vede din aceste scheme, pentru implementarea funcțiilor și conectarea în paralel a tranzistoarelor folosite -nu e p-tip și în serie (în cascadă) de tip n de comutare tranzistori. În plus, fiecare semnal de intrare este alimentat la o pereche de tranzistori cu canale de diferite conductivitate. Astfel, X1 variabila este furnizat tranzistori VT1 și VT4. X2 la VT2 și VT5, X3 VT3 și VT6. La admiterea la toate logica un semnal de intrare X1 = X2 = X3 = U 1 Rin închis toate tranzistori sunt p-tip
(VT1. VT 3) și deschide tranzistori cu canal de tip n
(VT 4. VT 6) Element .żn rezultat de ieșire se conectează la sol și tensiunea de ieșire devine egal cu 0 U O. Dacă tensiunea pe cel puțin una dintre intrări, de exemplu X1, rămâne scăzută, tranzistorul n-canal se închide și se deschide VT4 p # 8209; canal tranzistor VT1, prin care se conectează o ieșire a sursei de alimentare. Astfel, ieșirea va fi o tensiune de nivel înalt care corespunde unei logici unul.
Fig. 4.2. Punerea în aplicare a elementelor de bază NAND și NOR CMOS pe bază
Pentru punerea în aplicare a elementului de bază NOR (Fig. 4.2b) trebuie să fie inversată în paralel și porțiuni de serie ale circuitelor și înlocuiți în fiecare grup de tranzistori (paralel și în serie), cu canale de același tip pentru tranzistori cu canale de tip de conductivitate opuse.
Alte tipuri de elemente de bază. Chips făcute pe TTL și tehnologia CMOS, au o performanță bună și, prin urmare, au primit cea mai răspândită. În prezent, cu toate acestea, utilizează alte tipuri de chips-uri. De exemplu, în cazul în care este necesar de înaltă performanță, sunt folosite cipuri formate pe tehnologia ECL. Acest cip pe n # 8209; p # 8209; n # 8209; tranzistori cu un fir comun conectat la circuitele colectoare. O mare performanță se realizează prin funcționarea tranzistori în modul activ fără a intra în modul de saturație. Cu toate acestea, funcționarea în modul activ determină o imunitate puternică scădere de zgomot și o creștere semnificativă a consumului de energie.
O altă tendință este utilizarea tehnologiei bipolare logica injecție integrată logica - și 2 L. Elementul de bază al acestei logici conține două tranzistoare bipolare de diferite structuri (n-p-n și p-n-p) și diode Schottky. Astfel de elemente sunt la un consum foarte redus de energie au o viteză suficient de mare. În plus, acest element are o zonă foarte mică cip, permițându-vă să creați un cip extrem de integrat.
În concluzie vom da un tabel de parametri de bază cu două intrări elemente de bază logice comune și tipuri de promițătoare (tab. 4.2).
Parametrii elementelor logice cele mai frecvente