Макалада технологиянын кээ бир тармактарында дагы эле колдонулуп келе жаткан TTL логикасы каралат. Бардыгы болуп логиканын бир нече түрү бар: транзистор-транзистор (TTL), диод-транзистор (DTL), MOS транзисторлоруна (CMOS), ошондой эле биполярдык транзисторлорго жана CMOSга негизделген. Кеңири колдонулган эң биринчи микросхемалар TTL технологияларын колдонуу менен курулган микросхемалар болгон. Бирок технологияда дагы эле колдонулуп жаткан логиканын башка түрлөрүнө көңүл бурбай коюуга болбойт.
Диод-транзистор логикасы
Кадимки жарым өткөргүч диоддорду колдонуу менен сиз эң жөнөкөй логикалык элементти ала аласыз (диаграмма төмөндө көрсөтүлгөн). Логикада бул элемент "2I" деп аталат. Кандайдыр бир киришке (же экөө тең бир убакта) нөл потенциал колдонулганда, резистор аркылуу электр тогу өтө баштайт. Бул учурда, олуттуу чыңалуу төмөндөйт. Бул элементтин чыгышында потенциал барабар болот деген тыянак чыгарууга болотбирдик, эгерде бул так ошол эле учурда эки киргизүүгө тең колдонулса. Башкача айтканда, мындай схеманын жардамы менен "2 ЖАНА" логикалык операциясы ишке ашат.
Жарым өткөргүч диоддордун саны элементтин канча киришине ээ болорун аныктайт. Эки жарым өткөргүчтү колдонууда “2I” схемасы ишке ашырылат, үчөө – “3I” ж. DTL логикасынын чоң кемчилиги - бул жүктөө жөндөмдүүлүгүнүн өтө кичинекей деңгээли. Ушул себептен улам, биполярдык транзистордук күчөткүч логикалык элементке туташтырылышы керек.
Бирок логиканы бир нече кошумча эмиттери бар транзисторлордо ишке ашыруу алда канча ыңгайлуу. Мындай ТТЛ логикалык схемаларында параллелдүү кошулган жарым өткөргүч диоддорго караганда, көп эмиттерлүү транзистор колдонулат. Бул элемент принцип боюнча "2I" менен окшош. бирок чыгарууда потенциалдын жогорку децгээли бир эле учурда эки кириш бир эле мааниге ээ болгондо гана алынышы мүмкүн. Бул учурда, эмитенттик ток жок, ал эми өтүүлөр бөгөттөлгөн. Сүрөттө транзисторлорду колдонгон типтүү логикалык схема көрсөтүлгөн.
Логикалык элементтердеги инвертор схемалары
Күчөткүчтүн жардамы менен компоненттин чыгышындагы сигналды инвертирлейт. "ЖАНА-ЭМЕС" тибиндеги элементтер учактын сериялык микросхемаларында көрсөтүлгөн. Мисалы, K155LA3 сериясындагы микросхема өзүнүн дизайнында төрт даана өлчөмүндөгү "2I-NOT" тибиндеги элементтерге ээ. Бул элементтин негизинде инвертор түзүлүш жасалат. Бул бир жарым өткөргүч диодду колдонот.
Эгерде биригүү керек болсо«ЖЕ» схемаларына ылайык «ЖАНА» тибиндеги бир нече логикалык элементтер (же «ЖЕ» логикалык элементтерин ишке ашыруу зарыл болсо), анда транзисторлор диаграммада көрсөтүлгөн чекиттерде параллелдүү туташтырылышы керек. Бул учурда, чыгарууда бир гана каскад алынат. Бул сүрөттө "2ЖЕ-ЭМЕС" түрүндөгү логикалык элемент көрсөтүлгөн:
Бул элементтер LR тамгалары менен белгиленген микросхемаларда бар. Бирок "ЖЕ-ЭМЕС" түрүндөгү TTL логикасы LE аббревиатурасы менен белгиленет, мисалы, K153LE5. Анын төрт логикалык элементи бар: "2ЖЕ-ЭМЕС".
IC логикалык деңгээли
Заманбап технологияда 3 жана 5 В менен кубатталган TTL логикасы бар микросхемалар колдонулат. Бирок бир жана нөлдүн логикалык деңгээли гана чыңалууга көз каранды эмес. Дал ушул себептен микросхемалардын кошумча дал келүүсүнүн кереги жок. Төмөнкү графикте элементтин чыгышындагы чыңалуунун уруксат берилген деңгээли көрсөтүлгөн.
Чыңалууга микросхемалардын киришиндеги белгисиз абалдагы чыңалуу, чыгууга салыштырмалуу азыраак чектерде жол берилет. Жана бул график логикалык бирдиктин деңгээлдеринин чектерин жана TTL тибиндеги микросхемалар үчүн нөлдү көрсөтөт.
Шоттки диодун күйгүзүү
Бирок жөнөкөй транзистордук өчүргүчтөрдүн бир чоң кемчилиги бар - алар ачык абалда иштегенде каныккан режимге ээ. Ашыкча алып жүрүүчүлөр эрип, жарым өткөргүч каныкпашы үчүн база менен коллектордун ортосунда жарым өткөргүч диод күйгүзүлөт. Сүрөттө көрсөтүлгөнШоттки диоду менен транзисторду туташтыруу жолу.
Шоттки диодунун чыңалуу босогосу болжол менен 0,2-0,4 В, ал эми кремний p-n өткөөлүнүн чыңалуу босогосу жок дегенде 0,7 В. Жана бул бир азчылык түрүндөгү алып жүрүүчүлөрдүн иштөө мөөнөтүнөн алда канча аз. жарым өткөргүч кристалл. Schottky диоду транзисторду түйүнүнүн ачуу босогосунан улам кармап турууга мүмкүндүк берет. Дал ушул себептен улам триод режимге өтүүгө бөгөт коюлган.
TTL микросхемаларынын үй-бүлөлөрү кандай
Адатта, бул типтеги микросхемалар 5 В булагы менен иштейт. Ата мекендик элементтердин чет өлкөлүк аналогдору бар - SN74 сериясы. Бирок сериядан кийин санариптик сан келет, ал логикалык компоненттердин санын жана түрүн көрсөтөт. SN74S00 микросхемасы 2I-ЭМЕС логикалык элементтерди камтыйт. Температура диапазону кеңейген микросхемалар бар - ата мекендик K133 жана чет элдик SN54.
Орус микросхемалары, курамы боюнча SN74ке окшош, K134 белгиси менен чыгарылган. Кубаттуулугу жана ылдамдыгы аз чет өлкөлүк микросхемалардын аягында L тамгасы, аягында S тамгасы бар чет элдик микросхемалардын 1 саны 5ке алмаштырылган ата мекендик аналогдору бар. Мисалы, белгилүү K555 же K531. Бүгүнкү күндө K1533 сериясындагы микросхемалардын бир нече түрү чыгарылат, аларда ылдамдыгы жана энергия керектөөсү өтө төмөн.
CMOS логикалык дарбазалары
Толуктоочу транзисторлору бар микросхемалар p- жана n-каналдары бар MOS элементтерине негизделген. Биринин жардамы мененпотенциал, p-канал транзистору ачылат. Логикалык «1» пайда болгондо, үстүнкү транзистор ачылып, астыңкысы жабылат. Бул учурда микросхема аркылуу ток өтпөйт. "0" пайда болгондо, төмөнкү транзистор ачылып, үстүнкүсү жабылат. Бул учурда ток микросхема аркылуу өтөт. Эң жөнөкөй логикалык элементтин мисалы - инвертор.
CMOS IC статикалык режимде ток тартпай турганын эске алыңыз. Учурдагы керектөө бир абалдан экинчи логикалык элементке өткөндө гана башталат. Мындай элементтер боюнча TTL логикасы аз энергия керектөө менен мүнөздөлөт. Сүрөттө CMOS транзисторлорунда түзүлгөн "NAND" тибиндеги элементтин диаграммасы көрсөтүлгөн.
Активдүү жүктөө схемасы эки транзистордун үстүнө курулган. Эгерде жогорку потенциалды түзүү керек болсо, бул жарым өткөргүчтөр ачылат, ал эми төмөнү жабылат. Көңүл буруңуз, транзистор-транзистор логикасы (TTL) баскычтардын иштөөсүнө негизделген. Колдун үстүңкү бөлүгүндөгү жарым өткөргүчтөр ачылып, астыңкы колундагы жарым өткөргүчтөр жабылат. Бул учурда статикалык режимде микросхема кубат булагынан келген токту сарптабайт.
