Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ)
Схемы ЭСЛ являются самыми быстродействующими, т.к. транзисторы в них работают в ненасыщенном (активном) режиме. Время их переключения мало – единицы наносекунд.
Характерная особенность схемы:
Заземляется плюсовая клемма ИП (+ЕП). Этим ослабляется влияние нестабильности ИП на уровни напряжения 
и 
, что важно, т.к. разница между ними в данной схеме незначительна.
Схема осуществляет операцию ИЛИ-НЕ/ИЛИ:
В основе схемы лежит переключатель тока, выполненный на транзисторах 
.
Принцип работы переключателя тока:
Опорное напряжение (-Ео) выбирается таким образом, чтобы выполнялось неравенство: 
( 
).
Опорное напряжение может восприниматься транзистором 
и как , и как , все зависит от входных сигналов.
Если на оба входа поданы ( 
и 
заперты), то тогда опорное напряжение воспринимается транзистором как (т.к. 
). 
открывается, и ток 
течет через правое плечо по цепи: 
.
Если на оба входа (или на один из них) поданы , то тогда опорное напряжение воспринимается 
как (т.к. 
) и он заперт, т.е. ток 
течет через левое плечо по цепи: 
открытый транзистор - 
.
а) Пусть 
. При этом транзисторы 
закрыты, открыт, т.е. работает правое плечо. Сопротивление открытого мало, следовательно, мало и падение напряжения на нем. Таким образом, на базу 
подается . - это эмиттерный повторитель (схема ОК), т.к. нагрузкой его является резистор в эмиттерной цепи - 
.
Выходное напряжение эмиттерного повторителя приблизительно равно его входному напряжению ( 
).
на входе будет «повторен» им, т.е. на выходе 2 установится низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: 
.
Т.к. заперты, их сопротивления велики. Поскольку они соединены параллельно, их общее сопротивление также будет велико, следовательно, будет велико и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход эмиттерного повторителя 
будет подана , которая им «повторится», т.е. на выходе 1 установится высокий потенциал, соответствующий логической единице: 
.
б) Пусть 
. При этом работает левое плечо. открыты, их сопротивления малы, общее сопротивление также мало, следовательно, мало и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , который после «повторения» им даст на выходе 1 низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: 
.
В этот момент заперт, его сопротивление велико, следовательно, будет велико и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , которая после «повторения» им даст на выходе 2 высокий потенциал, соответствующий логической единице: 
.
в) Пусть 
; 
. В этом случае снова работает левое плечо. открыт, его сопротивление мало. закрыт, его сопротивление велико. Общее сопротивление будет меньше меньшего, т.е. мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , который после «повторения» им даст на выходе 1 низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: 
.
В этот момент заперт, его сопротивление велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , которая после «повторения» им даст на выходе 2 высокий потенциал, соответствующий логической единице: 
.
Таким образом, схема реализует операцию ИЛИ-НЕ/ИЛИ.
МОП - транзисторная логика (МОП ТЛ)
Основа этой логики – ключ на МОП- транзисторе с наведенным каналом. Обычно берется транзистор с n-каналом, т.к. его быстродействие выше.
МОП ТЛ (ИЛИ-НЕ)
Транзисторы 
соединены параллельно.
- динамическая нагрузка (открыт всегда). Сопротивление этого МОП-транзистора играет роль нагрузочного резистора. При этом увеличивается плотность компоновки, все элементы создаются в едином технологическом цикле, что уменьшает время разработки ИМС и ее стоимость – достоинство.
а) Пусть 
. Транзисторы будут закрыты, т.к. каналы в них не образуются. Сопротивления закрытых транзисторов велики. Т.к. транзисторы соединены параллельно, их общее сопротивление также будет велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится высокий потенциал: 
.
б) Пусть 
. При этом транзисторы будут открыты, т.к. в них образуются каналы. Сопротивления открытых транзисторов малы, общее сопротивление их также будет мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится низкий потенциал: 
.
в) Пусть 
. При этом открыт (в нем образуется канал), сопротивление его мало. закрыт (канал в нем не образуется), его сопротивление велико. Общее сопротивление при параллельном соединении будет меньше меньшего, т.е. мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится низкий потенциал: 
.
Таким образом, схема выполняет операцию ИЛИ-НЕ.
МОП ТЛ (И-НЕ)
Транзисторы соединены последовательно.
- динамическая нагрузка (открыт всегда).
а) Пусть 
. Транзисторы будут закрыты, т.к. каналы в них не образуются.
Сопротивления закрытых транзисторов велики. Т.к. транзисторы соединены последовательно, их общее сопротивление, равное сумме этих сопротивлений, будет велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится высокий потенциал: 
.
б) Пусть . При этом транзисторы будут открыты, т.к. в них образуются каналы. Сопротивления открытых транзисторов малы, общее сопротивление их также будет мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится низкий потенциал: .
в) Пусть . При этом открыт (в нем образуется канал), сопротивление его мало. закрыт (канал в нем не образуется), его сопротивление велико. Общее сопротивление при последовательном соединении будет велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится высокий потенциал: .
Таким образом, схема реализует операцию И-НЕ.
Популярное:
