Logikai elemek - studopediya

Logikai elem - egy elektronikus eszköz, amely megvalósítja az egyik logikai műveleteket. Ha az érték a funkcionális elem a kimeneti egyedileg a kombinációja határozza meg a bemeneti változók egy adott időpontban, az elem tárgya kombinációs logika.

A koncepció egy logikai elem ábrázol téglalap (magyar rendszer ESKD és európai DIN), amelynek belsejében van elhelyezve egy képet függvénymutatóval. Jellemzően a vonal bal oldalán a téglalap mutatja a bemenet van - kimenetek elem. Ha a kör kijelölt kimenet, az elem termel logikai tagadás (inverzió) a művelet eredménye, mondta a négyszög belsejében.

Bár bármilyen digitális eszközt, és ki lehet alakítani logikai elemek azonos típusú, mint például a NAND vagy OR # 8209, nem, a gyakorlatban, csak az egyik típusú ritka elemek [1].

4.1 táblázat mutatja a főbb logikai komponenseket használják a digitális eszközöket.

Tekintsük a működési elve az eszköz és az alapvető logika elemei a leggyakoribb típusú digitális áramkörök.

A talpelem tranzisztor-tranzisztor logikával (TTL). Ábra. 4.1, és egy diagram a logikai ÉS-NEM elem TTL mnogoemitternym tranzisztor VT 1 Inlet (a különbség az, hogy az injekció a töltéshordozók a bázis keresztül több független emitter p # 8209; n átmenetek) és egyszerű kulcs kimeneti odnotranzistornym .Printsip lépések esetében az e rendszer különböző bemenőjelek ábrán látható. 4.1, b, c, d.

Megjelölt DIN szabvány

Megjelölt ANSI szabványos

Amint az ábrából látható. 4.1b. logikai egység kapott 1 VT bemenet, zárak minden emitter csomópont. Az átfolyó áram az ellenálláson Rb. bezárja a nyitott
p-n # 8209; átmenetek - gyűjtése VT 1 és VT 2. Ez emitter aktuális nyitott VT 2 tranzisztor, és a feszültséget a kimenetén válik közel nulla, azaz (ábra 4.1b.) ... Ha egyáltalán, vagy legalább egy VT 1budet bemenőjelet (ábra. 4.1, d), akkor az aktuális keresztül Rb, bezárja a nyitott emitter csomópontjának 1.Amikor e VT VT 2budet bemeneti áram közel nulla, és a kimeneti tranzisztor zárva lesz, azaz a. f .. Így a vizsgált rendszerről logikai ÉS-művelet kell jegyezni, hogy ha a bemenetek a tranzisztor VT 2ostavit szabad és nem csatlakozik a jelforrás, akkor felfogható, amelynek logikai 1 elem saját bemenettel. Jelenlegi keresztül Rb. Ebben az esetben, megnyitja a VT 2, és a jel jelenik meg a kimeneten. Az áramkör az alapelem egy egyszerű inverter TTL megállapítja csak korlátozott alkalmazását, mint nyitott kollektoros áramkört. Ezekben a rendszerekben, RK belül a chip és nincs külső terhelés kulcs a felhasználó: kijelző elem (lámpa, LED), vagy a működtető (elektromágnes relé, stb.)

Ábra. 4.1. A működési elve a NAND-alapú TTL

Javítása tulajdonságok TTL chipek, ez a bevezetése az ott Schottky-dióda, amelyekben a fém-félvezető szerkezetet. Ezek a diódák söntölje a kollektor találkozásánál kulcsfontosságú tranzisztorok, megakadályozva a telítettséget. Ezzel a késleltetési idő csökken csaknem háromszorosa. IC Schottky dióda már általánosan helyett chipek által hagyományos TTL technológiával.

Basic Element CMOS struktúrákat. A szerkezet két komplementer MOS tranzisztorok ideális feszültség választó, az alapja az alapvető ÉS NEM (ábra. 4.2) és NOR (ábra. 4.2 b) Ahogy ezekből a rendszerekből, végrehajtási funkciók és -nem párhuzamos kapcsolása tranzisztorok használt p-típusú és a soros (kaszkád) n-típusú kapcsolási tranzisztorok. Ezen túlmenően, minden egyes bemeneti jelet betápláljuk egy pár tranzisztorok csatornák különböző vezetőképességű. Így a változó X1 szállított tranzisztorok VT1 és VT4. X2 VT2 és VT5, X3 VT3 VT6. A felvételkor az összes logikai egy jel bemenet X1 = X2 = X3 = U 1 Rin zárva minden tranzisztorok p-típusú
(VT1. VT 3) és nyissa ki a tranzisztorok n-típusú csatornák
(VT 4. VT 6) .A eredményeként kimeneti elem csatlakozik a földhöz, és a kimeneti feszültség egyenlővé válik 0 U O. Ha a feszültség legalább egy bemenet, például X1, továbbra is alacsony, az n-csatornás tranzisztor lezár, és megnyitja VT4 p # 8209; tranzisztoros VT1, amelyen keresztül összeköti egy kimenete a tápegység. Így, a kimenet lesz magas szintű megfelelő feszültség logikai egy.

Ábra. 4.2. Végrehajtása az idomtestek NAND és NOR alapú CMOS

Ahhoz, hogy végrehajtja a alaptag NOR (ábra. 4.2b) kell fordított párhuzamos és soros részei áramkörök, és cserélje minden csoportban (párhuzamos és soros) tranzisztorok csatornákkal azonos típusú, hogy a tranzisztorok ellentétes vezetési típusú csatornák.

Más típusú alapelemeit. Chipek a TTL és CMOS technológiával, jó teljesítményt, és ezért megkapta a legelterjedtebb. Jelenleg azonban más típusú chipek. Például, ahol a nagy teljesítményre van szükség, amelyek a használt chipek kialakítva ECL technológia. Ez a chip a n # 8209; p # 8209; n # 8209; tranzisztorok közös vezeték csatlakozik a kollektor áramkörök. A nagy teljesítmény érhető el a működését a tranzisztorok aktív üzemmódban, anélkül hogy telítettség módban. A művelet azonban az aktív üzemmódban okoz drasztikus csökkenését zavarvédettséget és jelentősen nőtt az áramfogyasztás.

Egy másik tendencia a használata bipoláris logika integrált injekciós logika technológia - és 2 L. Az alaptag e logika tartalmaz két bipoláris tranzisztorok különböző struktúrák (n-p-n és p-n-p) és a Schottky diódák. Ilyen elemek nagyon alacsony energiafogyasztás elegendően nagy sebességgel. Ezen túlmenően, ez az elem vesz egy kis chip területen, amely lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy magas szinten integrált chip.

Összefoglalva azt, hogy a tábla az alapvető paraméterek logikai két bemeneti alapvető közös elemeinek és ígéretes típusú (fülre. 4.2).

A paraméterek a leggyakoribb logikai elemek