Artikulli do të shqyrtojë logjikën TTL, e cila përdoret ende në disa degë të teknologjisë. Në total ekzistojnë disa lloje të logjikës: transistor-transistor (TTL), diodë-transistor (DTL), i bazuar në transistorë MOS (CMOS), si dhe i bazuar në transistorë bipolarë dhe CMOS. Mikroqarqet e para që u përdorën gjerësisht ishin ato që u ndërtuan duke përdorur teknologjitë TTL. Por llojet e tjera të logjikës që përdoren ende në teknologji nuk mund të shpërfillen.
Logjika e diodës-transistor
Duke përdorur dioda gjysmëpërçuese të zakonshme, mund të merrni elementin më të thjeshtë logjik (diagrami tregohet më poshtë). Ky element në logjikë quhet "2I". Kur potenciali zero aplikohet në çdo hyrje (ose të dyja në të njëjtën kohë), atëherë një rrymë elektrike do të fillojë të rrjedhë përmes rezistencës. Në këtë rast, ndodh një rënie e konsiderueshme e tensionit. Mund të konkludohet se në daljen e elementit potenciali do të jetë i barabartë menjësi, nëse kjo zbatohet saktësisht për të dy hyrjet në të njëjtën kohë. Me fjalë të tjera, me ndihmën e një skeme të tillë, zbatohet operacioni logjik "2AND".
Numri i diodave gjysmëpërçuese përcakton se sa hyrje do të ketë elementi. Kur përdorni dy gjysmëpërçues, zbatohet qarku "2I", tre - "3I", etj. Në mikroqarqet moderne, prodhohet një element me tetë dioda ("8I"). një disavantazh i madh i logjikës DTL është një nivel shumë i vogël i kapacitetit të ngarkesës. Për këtë arsye, një përforcues bipolar tranzistor duhet të lidhet me elementin logjik.
Por është shumë më i përshtatshëm për të zbatuar logjikën në transistorë me disa emetues shtesë. Në qarqe të tilla logjike TTL, përdoret një transistor me shumë emetues, në vend të diodave gjysmëpërçuese të lidhura paralelisht. Ky element është i ngjashëm në parim me "2I". por në dalje mund të arrihet një nivel i lartë potencial vetëm nëse dy hyrjet kanë të njëjtën vlerë në të njëjtën kohë. Në këtë rast, nuk ka rrymë emetuesi, dhe tranzicionet janë të bllokuara. Figura tregon një qark tipik logjik duke përdorur transistorë.
Qarqet inverter në elementet logjike
Me ndihmën e një përforcuesi, rezulton të përmbyset sinjali në daljen e komponentit. Elementet e tipit "AND-NOT" tregohen në mikroqarqet serike të avionit. Për shembull, një mikroqark i serisë K155LA3 ka në dizajnin e tij elementë të tipit "2I-NOT" në sasinë prej katër pjesësh. Bazuar në këtë element, bëhet një pajisje inverter. Kjo përdor një diodë gjysmëpërçuese.
Nëse keni nevojë të bashkonidisa elementë logjikë të tipit "AND" sipas qarqeve "OR" (ose nëse është e nevojshme të zbatohen elementët logjik "OR"), atëherë transistorët duhet të lidhen paralelisht në pikat e treguara në diagram. Në këtë rast, vetëm një kaskadë merret në dalje. Një element logjik i tipit "2OR-NOT" është paraqitur në këtë foto:
Këta elementë janë të disponueshëm në mikroqarqe, të cilat shënohen me shkronjat LR. Por logjika TTL e llojit "OR-JO" shënohet me shkurtesën LE, për shembull, K153LE5. Ai ka katër elementë logjikë "2OR-JO" të integruar në të njëjtën kohë.
nivelet logjike IC
Në teknologjinë moderne përdoren mikroqarqe me logjikë TTL, të cilat fuqizohen nga 3 dhe 5 V. Por vetëm niveli logjik i një dhe zeros nuk varet nga voltazhi. Është për këtë arsye që nuk ka nevojë për përputhje shtesë të mikroqarqeve. Grafiku më poshtë tregon nivelin e lejueshëm të tensionit në daljen e elementit.
Tensioni në një gjendje të pasigurt në hyrjen e mikroqarkut, në krahasim me daljen, është i lejueshëm brenda kufijve më të vegjël. Dhe ky grafik tregon kufijtë e niveleve të një njësie logjike dhe zero për mikroqarqet e tipit TTL.
Ndezja e diodës Schottky
Por çelsat e thjeshtë të transistorit kanë një pengesë të madhe - ata kanë një modalitet ngopjeje kur funksionojnë në gjendje të hapur. Në mënyrë që transportuesit e tepërt të shpërndahen dhe gjysmëpërçuesi të mos jetë i ngopur, një diodë gjysmëpërçuese ndizet midis bazës dhe kolektorit. Figura tregonmënyra për të lidhur diodën Schottky dhe transistorin.
Një diodë Schottky ka një prag tensioni prej rreth 0,2-0,4 V, ndërsa një kryqëzim silikoni p-n ka një prag tensioni prej të paktën 0,7 V. Dhe kjo është shumë më pak se jetëgjatësia e një lloji të vogël transportuesish në një kristal gjysmëpërçues. Dioda Schottky ju lejon të mbani tranzistorin për shkak të pragut të ulët për hapjen e kryqëzimit. Është për këtë arsye që trioda pengohet të kalojë në modalitet.
Cilat janë familjet e mikroqarqeve TTL
Zakonisht, mikroqarqet e këtij lloji mundësohen nga burime 5 V. Ka analoge të huaj të elementëve vendas - seria SN74. Por pas serisë vjen një numër dixhital, i cili tregon numrin dhe llojin e komponentëve logjikë. Mikroqarku SN74S00 përmban elemente logjike 2I-NOT. Ka mikroqarqe, diapazoni i temperaturës së të cilëve është më i zgjeruar - K133 vendas dhe SN54 i huaj.
Mikroqarqet ruse, të ngjashme në përbërje me SN74, u prodhuan nën përcaktimin K134. Mikroqarqet e huaja, konsumi i fuqisë dhe shpejtësia e të cilëve janë të ulëta, kanë në fund shkronjën L. Mikroqarqet e huaja me shkronjën S në fund kanë homologët e brendshëm në të cilët numri 1 është zëvendësuar me 5. Për shembull, K555 i njohur. ose K531. Sot prodhohen disa lloje mikroqarqesh të serisë K1533, në të cilët shpejtësia dhe konsumi i energjisë janë shumë të ulëta.
porta logjike CMOS
Mikroqarqet që kanë transistorë plotësues bazohen në elementë MOS me kanale p dhe n. Me ndihmën e njëpotencial, hapet një transistor me kanal p. Kur formohet një "1" logjik, transistori i sipërm hapet dhe ai i poshtëm mbyllet. Në këtë rast, asnjë rrymë nuk kalon nëpër mikroqark. Kur formohet një "0", transistori i poshtëm hapet dhe i sipërmi mbyllet. Në këtë rast, rryma rrjedh nëpër mikroqark. Një shembull i elementit logjik më të thjeshtë është një inverter.
Ju lutemi, vini re se IC-të CMOS nuk tërheqin rrymë në modalitetin statik. Konsumi aktual fillon vetëm kur kalon nga një gjendje në një element tjetër logjik. Logjika TTL në elementë të tillë karakterizohet nga konsumi i ulët i energjisë. Figura tregon një diagram të një elementi të tipit "NAND", të përpiluar në transistorë CMOS.
Një qark me ngarkesë aktive është ndërtuar mbi dy transistorë. Nëse është e nevojshme të formohet një potencial i lartë, këta gjysmëpërçues hapen dhe një i ulët mbyllet. Ju lutemi vini re se logjika tranzistor-transistor (TTL) bazohet në funksionimin e çelësave. Gjysmëpërçuesit në pjesën e sipërme të krahut hapen, dhe në krahun e poshtëm mbyllen. Në këtë rast, në modalitetin statik, mikroqarku nuk do të konsumojë rrymë nga burimi i energjisë.
