Обозначения, типы логических микросхем и структура ТТЛ

Рис. 9.1

 

Обозначения основных логических микросхем показано на рис. 9.1. В корпусе микросхемы содержится несколько логических элементов. Рассмотрим кратко наиболее распространенные типы цифровых ИС.

Транзисторно-транзисторные логические схемы (ТТЛ) состоят из цепи И, построенной на основе многоэмиттерного транзистора, и транзисторного инвертора. В случае присоединения хотя бы одного эмиттера этого транзистора к потенциалу, близкому к нулю, транзистор насыщается и присоединяет к нулевому потенциалу вход выходного инвертора. Наряду с обычными схемами ТТЛ существуют схемы ТТЛШ, в которых базоколлекторные переходы транзисторов шунтированы диодами Шотки. Это позволяет существенно повысить быстродействие логических элементов. Выпускаются серии К133, К155, К555, К1531, К1533.

Транзисторные логические схемы с эмиттерными связями (ЭСЛ) отличаются тем, что открытые транзисторы в них не входят в режим насыщения (К500). Благодаря этому повышается быстродействие таких схем.

Логические схемы на комплементарных МОП - транзисторах (КМОП) основаны на использовании последовательно включенных и управляемых одним сигналом МОП - транзисторов разных типов проводимости К176, К561, К1561. Когда один из последовательно включенных транзисторов открывается, другой – закрывается. Поэтому такой каскад не потребляет мощности в статическом режиме.

В логических схемах на КМОП - транзисторах отсутствуют элементы между выходом одного каскада и входом другого. Это объясняется высоким входным сопротивлением МОП- транзисторов, которое определяется практически только утечками в изоляции и достигает 10¹²–10¹⁴ Ом.

Очень высокое входное сопротивление МОП- транзисторов, являясь, несомненно, их преимуществом, вместе с тем вызывает ряд трудностей при работе с ними. Напряжение пробоя изоляционного слоя оксида между затвором и каналом обычно лежит в диапазоне 30–50 В. Если на затвор МОП - транзистора попадает более высокое напряжение, то происходит пробой изоляции и транзистор выходит из строя. Защита входов интегральных КМОП - схем от пробоя обычно осуществляется с помощью встроенных диодов, соединяющих входы с шинами источника питания и образующих диодный ограничитель. Тем не менее при монтаже таких ИС нужно соблюдать определенные меры предосторожности. В частности, монтажник и все монтажные инструменты должны быть заземлены. В смонтированном узле, где все выходы присоединены к выходам других ячеек или соединены с зажимами питания, опасность пробоя МОП- транзисторов резко уменьшается.

Структура ТТЛ логического элемента 2И-НЕ представлена на схеме рис. 9.2. На входе схемы используется многоэмиттерный транзистор VT₁, который имеет 2 эмиттера для организации двух входов. VT₂, VT₃ образуют усилительные каскады.

Рассмотрим работу схемы. При нулевом сигнале на входе 1 протекает ток через резистор R₁, Б–Э VT₁, ключ Кл на ОТ. Транзистор VT₁ работает в ключевом режиме, на эмиттер подан ноль, напряжение на базе составляет примерно 0, 6 В. Тогда через переход Б–К транзистора VT₁ и базовые переходы транзисторов VT₂, VT₃ ток протекать не может, т.к. эта цепь закорочена переходом Б–Э VT₁. Значит, ток через Б–Э VT₂ и Б–Э VT₃ отсутствует, транзисторVT₃ закрыт, напряжение питания приложено к выводам К–Э VT₃, следовательно, напряжение на выходе схемы соответствует 1. Логический элемент по одному из входов реализует логическую функцию НЕ (0 на входе, 1 на выходе).

Рис. 9.2

При 1 на входе ток по входной цепи протекать не может. Закоротка Б–К VT₁ отсутствует. Ток может протекать по цепи +5В, R₁, Б–К VT₁, Б–Э VT₂, Б–Э VT₃. Транзистор VT₃ открыт. Он закорачивает выход с ОТ, что соответствует 1 на выходе.

Рис. 9.3

Для реализации функции ИЛИ – НЕ в рассматриваемой структуре используют параллельное включение транзисторов. На рис. 9.3 приведена схема элемента 2ИЛИ–НЕ. В этой схеме параллельно включены транзисторы VT₂ и VT_2'. Работу схемы поясняет таблица.

Рис. 9.4

Рис. 9.5

Основные функции И, ИЛИ, НЕ могут быть изображены в виде схем из контактов реле. Катушки реле являются входами таких схем. Элементу И соответствует последовательное соединение контактов – рис. 9.4. Элементу ИЛИ соответствует параллельное соединение контактов (рис. 9.5). Работа схем поясняется приведенными таблицами. Сигнал 0 на входе соответствует разомкнутому состоянию контакта, 1– замкнутому. Столбец значений выходного сигнала записывается на основе аксиом.

 

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ВЕДЕНИЕ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
2. II. Типы отношений между членами синтагмы
3. IV. Изучение технологических свойств руд.
4. V. Изучение гидрогеологических, инженерно-геологических, экологических и других природных условий месторождения
5. Билет 29. Принципы описания слова в исторических и этимологических словарях. Отражение динамики языка в «Словаре русского языка 18 века»
6. Билет № 21. Типы фразеологических словарей русского языка.
7. Биологических специальностей ВУЗов
8. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ И НЕБУФЕРНЫХ СИСТЕМ.ОПРЕДЕЛЕНИЕ БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ РАСТВОРА.ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ.
9. В чем заключается особая общественная опасность экологических преступлений?
10. В чем значение антропологического направления криминологических исследований?
11. Ветвление, его типы и биологическое значение.
12. Вид занятия – занятие с элементами логических, проблемных и программированных заданий.