Isasaalang-alang ng artikulo ang lohika ng TTL, na ginagamit pa rin sa ilang sangay ng teknolohiya. Sa kabuuan mayroong ilang mga uri ng lohika: transistor-transistor (TTL), diode-transistor (DTL), batay sa MOS transistors (CMOS), pati na rin batay sa bipolar transistor at CMOS. Ang pinakaunang microcircuits na malawakang ginamit ay ang mga ginawa gamit ang mga teknolohiyang TTL. Ngunit ang ibang uri ng lohika na ginagamit pa rin sa teknolohiya ay hindi maaaring balewalain.
Diode-transistor logic
Gamit ang mga ordinaryong semiconductor diode, maaari mong makuha ang pinakasimpleng elemento ng logic (ang diagram ay ipinapakita sa ibaba). Ang elementong ito sa lohika ay tinatawag na "2I". Kapag ang zero potensyal ay inilapat sa anumang input (o pareho nang sabay-sabay), pagkatapos ay ang isang electric current ay magsisimulang dumaloy sa risistor. Sa kasong ito, nangyayari ang isang makabuluhang pagbaba ng boltahe. Maaari itong maging concluded na sa output ng elemento ang potensyal ay magiging katumbas ngunit, kung ito ay eksaktong inilapat sa parehong mga input sa parehong oras. Sa madaling salita, sa tulong ng gayong pamamaraan, ang lohikal na operasyong "2AND" ay ipinatupad.
Ang bilang ng mga semiconductor diode ay tumutukoy kung gaano karaming mga input ang magkakaroon ng elemento. Kapag gumagamit ng dalawang semiconductors, ang "2I" circuit ay ipinatupad, tatlo - "3I", atbp. Sa modernong microcircuits, isang elemento na may walong diodes ("8I") ay ginawa. isang malaking kawalan ng DTL logic ay isang napakaliit na antas ng kapasidad ng pagkarga. Para sa kadahilanang ito, dapat na nakakonekta ang isang bipolar transistor amplifier sa logic element.
Ngunit mas maginhawang ipatupad ang lohika sa mga transistor na may ilang karagdagang emitter. Sa ganitong mga TTL logic circuit, isang multi-emitter transistor ang ginagamit, sa halip na semiconductor diodes na konektado nang magkatulad. Ang elementong ito ay katulad sa prinsipyo sa "2I". ngunit sa output ang isang mataas na antas ng potensyal ay maaaring makuha lamang kung ang dalawang input ay may parehong halaga sa parehong oras. Sa kasong ito, walang kasalukuyang emitter, at ang mga transition ay naharang. Ang figure ay nagpapakita ng isang tipikal na logic circuit gamit ang mga transistor.
Mga circuit ng inverter sa mga elemento ng logic
Sa tulong ng amplifier, lumalabas na baligtarin ang signal sa output ng component. Ang mga elemento ng uri ng "AND-NOT" ay ipinahiwatig sa serial microcircuits ng sasakyang panghimpapawid. Halimbawa, ang isang microcircuit ng seryeng K155LA3 ay mayroong mga elemento ng disenyo ng uri na "2I-NOT" sa halagang apat na piraso. Batay sa elementong ito, ginawa ang isang inverter device. Gumagamit ito ng isang semiconductor diode.
Kung kailangan mong pagsamahinilang mga elemento ng lohika ng uri ng "AT" ayon sa mga circuit na "OR" (o kung kinakailangan upang ipatupad ang mga elemento ng logic na "OR"), kung gayon ang mga transistor ay dapat na konektado nang magkatulad sa mga puntong ipinahiwatig sa diagram. Sa kasong ito, isang cascade lamang ang nakuha sa output. Ang isang lohikal na elemento ng uri na "2OR-NOT" ay ipinapakita sa larawang ito:
Ang mga elementong ito ay available sa microcircuits, na tinutukoy ng mga letrang LR. Ngunit ang TTL logic ng "OR-NOT" na uri ay tinutukoy ng pagdadaglat na LE, halimbawa, K153LE5. Mayroon itong apat na lohikal na elementong "2OR-NOT" na naka-built in nang sabay-sabay.
IC logic level
Sa modernong teknolohiya, ginagamit ang mga microcircuit na may lohika ng TTL, na pinapagana ng 3 at 5 V. Ngunit ang lohikal na antas lamang ng isa at zero ay hindi nakadepende sa boltahe. Ito ay para sa kadahilanang ito na hindi na kailangan para sa karagdagang pagtutugma ng microcircuits. Ipinapakita ng graph sa ibaba ang pinapayagang antas ng boltahe sa output ng elemento.
Ang boltahe sa hindi tiyak na estado sa input ng microcircuit, kung ihahambing sa output, ay pinahihintulutan sa mas maliliit na limitasyon. At ipinapakita ng graph na ito ang mga hangganan ng mga antas ng isang lohikal na unit at zero para sa TTL-type na microcircuits.
Pag-on sa Schottky diode
Ngunit ang mga simpleng transistor switch ay may isang malaking disbentaha - mayroon silang saturation mode kapag gumagana sa bukas na estado. Upang ang labis na mga carrier ay matunaw at ang semiconductor ay hindi puspos, isang semiconductor diode ay inililipat sa pagitan ng base at ng kolektor. Ipinapakita ng figureparaan para ikonekta ang Schottky diode at transistor.
Ang isang Schottky diode ay may boltahe na threshold na humigit-kumulang 0.2-0.4 V, habang ang isang silicon na p-n junction ay may boltahe na threshold na hindi bababa sa 0.7 V. At ito ay mas mababa kaysa sa buhay ng isang minoryang uri ng mga carrier sa isang semiconductor na kristal. Pinapayagan ka ng Schottky diode na panatilihin ang transistor dahil sa mababang threshold para sa pagbubukas ng junction. Ito ang dahilan kung bakit pinipigilan ang triode na pumasok sa mode.
Ano ang mga pamilya ng TTL microcircuits
Karaniwan, ang ganitong uri ng microcircuits ay pinapagana ng 5 V na pinagmumulan. May mga dayuhang analogue ng mga domestic elemento - ang SN74 series. Ngunit pagkatapos ng serye ay may isang digital na numero, na nagpapahiwatig ng bilang at uri ng mga lohikal na bahagi. Ang SN74S00 microcircuit ay naglalaman ng 2I-NOT logic elements. May mga microcircuit na ang hanay ng temperatura ay mas pinahaba - domestic K133 at dayuhang SN54.
Russian microcircuits, katulad ng komposisyon sa SN74, ay ginawa sa ilalim ng pagtatalaga na K134. Ang mga dayuhang microcircuits, na ang konsumo ng kuryente at bilis ay mababa, ay may letrang L sa dulo. Ang mga dayuhang microcircuit na may letrang S sa dulo ay may mga domestic counterparts kung saan ang numero 1 ay pinalitan ng 5. Halimbawa, ang kilalang K555 o K531. Sa ngayon, maraming uri ng K1533 series na microcircuits ang ginagawa, kung saan ang bilis at paggamit ng kuryente ay napakababa.
CMOS logic gates
Microcircuits na may mga pantulong na transistor ay batay sa mga elemento ng MOS na may mga p- at n-channel. Sa tulong ng isapotensyal, bubukas ang isang p-channel transistor. Kapag ang isang lohikal na "1" ay nabuo, ang itaas na transistor ay bubukas at ang mas mababang isa ay nagsasara. Sa kasong ito, walang kasalukuyang dumadaloy sa microcircuit. Kapag ang isang "0" ay nabuo, ang mas mababang transistor ay bubukas at ang itaas ay nagsasara. Sa kasong ito, ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng microcircuit. Ang isang halimbawa ng pinakasimpleng elemento ng logic ay isang inverter.
Pakitandaan na ang mga CMOS IC ay hindi kumukuha ng kasalukuyang sa static na mode. Ang kasalukuyang pagkonsumo ay nagsisimula lamang kapag lumipat mula sa isang estado patungo sa isa pang elemento ng lohika. Ang lohika ng TTL sa naturang mga elemento ay nailalarawan sa mababang paggamit ng kuryente. Ipinapakita ng figure ang isang diagram ng isang elemento ng uri ng "NAND", na pinagsama-sama sa mga CMOS transistors.
Ang isang aktibong load circuit ay binuo sa dalawang transistor. Kung kinakailangan upang bumuo ng isang mataas na potensyal, ang mga semiconductor na ito ay bubukas, at ang isang mababa ay magsasara. Pakitandaan na ang transistor-transistor logic (TTL) ay batay sa pagpapatakbo ng mga key. Ang mga semiconductor sa itaas na braso ay nakabukas, at sa ibabang braso ay isinasara nila. Sa kasong ito, sa static mode, ang microcircuit ay hindi kukuha ng kasalukuyang mula sa pinagmumulan ng kuryente.
