Circuite logice cu tranzistor cu o singură legătură - tehnică RTL
Pentru circuitele logice putem folosi un tranzistor în legătură cu un emițător comun sau colector. Aceste circuite logice sunt cele mai vechi din punct de vedere al dezvoltării. În prezent nu se mai folosesc. Ar putea funcționa cu niveluri de tensiune ale unităților de până la zeci de volți. Au consumat mult. Proiectarea s-a bazat adesea pe un fel de soluție de compromis (observăm circuitul de intrare al elementului NOR. Intrările X 1, X 2 și X 3 au fost întotdeauna conectate la rezistorul R 2, rezistențele de intrare au circulat întotdeauna cu un curent.) Acest lucru a dat o sumă mai mică.
Diodă -Circuit logic tranzistor -Tehnologie TTL
O altă etapă de dezvoltare este tehnica DTL, în care, așa cum se poate vedea în figuri, rezistențele de la intrările elementelor logice sunt înlocuite cu diode. Aceasta elimină cel puțin parțial dezavantajul deja menționat al circuitelor de intrare rezolvate de rezistențe. Consumul este, de asemenea, ridicat. Fiabilitatea este satisfăcătoare, suficientă în echipamentul utilizat.
Aceste circuite, în principal datorită imunității lor ridicate la zgomot, sunt proiectate pentru automatizarea industrială, pentru circuitele de intrare a computerului, precum și pentru transmiterea informațiilor pe distanțe mari.
Circuite logice tranzistor - Tehnica TTL
Circuitele acestei tehnici sunt produse numai într-o versiune integrată. Ele seamănă cu tehnica DTL. Funcția diodelor de intrare este înlocuită de un tranzistor cu un număr mai mare de emițători. Deoarece aceste circuite logice sunt implementate într-o formă integrată și structura lor internă tinde să fie complexă, vom arăta funcționarea acestor circuite pe un circuit logic care implementează funcția NAND (MH 7400). Conexiunea sa internă este prezentată în figură. De asemenea, vom observa caracteristicile sale de transmisie și de intrare.
Caracteristica uneltelor:
Afișează dependența de schimbarea tensiunii de intrare U de la schimbarea tensiunii de intrare U de intrare. Această caracteristică are patru zone distincte.
* În zona a (de la 0 la 0,7 V pentru intrare) tranzistoarele T 2 și T 3 sunt închise.
* În zona b, tranzistorul T 2 începe să se deschidă, dar tranzistorul T 3 este încă închis. Tranzistorul T 4 este, de asemenea, ușor închis de căderea de tensiune peste colectorul T 2 .
* În zona c, tranzistorul T 3 se deschide și tranzistorul T 4 se închide .
* În regiunea d, tranzistorul T 3 este în saturație, iar tranzistorul T 4 este complet închis.
Caracteristici de intrare:
Determină dependența curentului de intrare de magnitudinea tensiunii de intrare. Curent negativ înseamnă că acesta curge prin R = 4 la W și trecerea B-E a tranzistorului T 1 către sursa de semnal. La U vst = 1,4 V, curentul de intrare I de intrare este vst = 0 mA. Peste această tensiune U vst, curentul I vst este de aproximativ 10 m A. La intrarea U mai mare de 7 V, curentul de intrare crește brusc din cauza deteriorării pasajului PN dintre E-B al tranzistorului T 1 .
În plus față de caracteristicile de transmisie și de intrare, alți parametri rezumați în tabelul de comparație de mai jos sunt importanți pentru circuitele logice. Există doi parametri în tabel, și anume imunitatea la zgomot și câștigul logic, pe care îl vom defini mai întâi.
Imunitate la zgomot:
este diferența minimă de tensiuni de intrare la care ieșirea trece de la log.0 la log.1 sau invers, în cele mai nefavorabile condiții.
Pentru caracteristica noastră de intrare pentru U vst mai mică de 0,7V ieșirea este în log.1 și pentru U vst mai mare de 1,7V ieșirea este în log.0.
Diferența de 1,7 - 0,7 = 1V - este imunitatea la zgomot .
Câștig logic:
este dat de numărul de intrări ale membrilor logici, care pot fi conectați la ieșirea unui membru logic. Membrii de performanță sunt concepuți ca membri de colecție deschisă.
Date tehnice caracteristice de bază ale circuitelor TTL:
Alimentare electrică: | +4,75 ё 5,25V |
Puterea de pierdere a unui membru: | 10mW ё 25mW |
Disiparea puterii flip-flop: | 60mW ё 90mW |
Imunitate la zgomot: | 1V |
Câștig logic: | 10 (membrii executivi 30) |
Jurnalul nivelului de intrare. 0: | max 0,8V |
Jurnalul nivelului de intrare. 1: | min 1,8V |
Nivelul jurnalului de ieșire. 0: | max 0,4V |
Jurnalul nivelului de ieșire.1: | min 2.4V |
Întârziere semnal: | max 15ns când este schimbat la 0 [2ч4,5ns pentru seria S], maxim 22ns când este schimbat la 1 [2ч4,5ns pentru seria S] |
Date tehnice caracteristice de bază ale circuitelor DTL:
Alimentare electrică: | 11.4ч17V |
Puterea de pierdere a unui membru: | 27mW |
Imunitate la zgomot: | min 5V |
Câștig logic: | 10 |
Jurnalul nivelului de intrare. 0: | maxim 4,5V |
Jurnalul nivelului de intrare. 1: | min 7,5V |
Nivelul jurnalului de ieșire. 0: | maxim 1,7V |
Jurnalul nivelului de ieșire.1: | min 10V |
Întârziere semnal: | 90 ё 310ns |
MOS INTEGRAT
Circuitele logice integrate MOS se numără printre circuitele logice implementate de tehnologia TTL. Spre deosebire de circuitele implementate de tranzistoarele bipolare, unde rezistoarele de reglare au fost utilizate în plus față de tranzistoare, circuitele integrate MOS sunt compuse exclusiv din tranzistoare, care îndeplinesc funcția atât a elementelor active, cât și a celor pasive. Conexiunile membrilor logicii NAND și NOR sunt prezentate în figuri.
Circuitele integrate MOS utilizează atât tranzistoare unipolare de conductivitate P, cât și N. Tranzistoarele cu canalul N funcționează ca un comutator, tranzistoarele cu canalul P ca sarcină comutată. În circuit există întotdeauna un singur tranzistor deschis, adică comutatorul și sarcina comutată funcționează în sens invers acelor de ceasornic, în modul invers, ceea ce duce la o mică disipare a puterii. În general, trei tipuri de tehnologii sunt răspândite în producția de circuite integrate MOS:
- PMOS
- NMOS
- CMOS
Denumirea CMOS - Semiconductor complementar de oxid de metal, denotă tehnologia realizării circuitelor integrate MOS cu o pereche de tranzistoare MOS complementare (pereche complementară) cu canale P și N. Secțiunile transversale ale acestor structuri sunt prezentate în figura de lângă.
Caracteristici:
Aceste circuite integrate au timpi de comutare mai mari decât TTL, dar o densitate de integrare mai mare, un consum redus de energie, dar acest lucru depinde de frecvența de funcționare (a se vedea graficul de mai jos) și de o bună rezistență la zgomot. Tensiunea de alimentare este de 4ч15V.
Cu toate acestea, ele nu sunt în mod normal compatibile cu TTL sau alte logici. Nivelurile de intrare și ieșire pentru log.0 și log.1 sunt diferite de TTL, chiar dacă tensiunea de alimentare este de + 5V.
Grafic al dependenței puterii de pierdere a unui membru logic de frecvența de lucru pentru diferite tehnologii de producție a membrilor logici.
. Utilizarea conținutului paginilor sau a părților lor în scopuri „cvasiautoriale” și comerciale este contrară drepturilor de autor și este posibilă numai cu acordul autorului . Pregătit de: Ing. Alexander Ћatkoviič Trimiteți comentarii sau întrebări la adresa