Логически елементи - studopediya

Logic елемент - електронно устройство, което изпълнява една от логическите операции. Ако стойността на елемент функция на изхода се определя еднозначно чрез комбинация от входни променливи в даден момент, елементът се отнася до комбинационна логическа схема.

На понятието логически елемент изобразяват правоъгълник (на български система ESKD и Европейския DIN), във вътрешността на който е поставена функция образ показалка с. Обикновено линията от лявата страна на правоъгълника показва входове прав - Изходи елемент. Ако кръг определен изход, елементът произвежда логическа отрицание (инверсия) на резултата от операцията, каза в правоъгълника.

Въпреки че всяко цифрово устройство и може да бъде изработена от логически елементи от същия тип, като NAND или ИЛИ # 8209; не на практика се ограничава до един вид на редки елементи [1].

Таблица 4.1 показва основните логически елементи, използвани в цифрови устройства.

Помислете за принципа на работа на устройството и основните логически елементи от най-често срещаните видове цифрови схеми.

Базовата елемент на транзистора-транзисторна логика (TTL). Фиг. 4.1, и диаграма на логическо И-НЕ елемент с TTL mnogoemitternym транзистор VT един вход (си разлика е, че инжектирането на носители на заряд в основата чрез няколко независими емитер р # 8209; п възли) и прост ключ изход odnotranzistornym .Printsip стъпки на тази схема за различни входни сигнали е показан на фиг. 4,1, б, в, г.

Изобразява в DIN-стандарт

Изобразява в ANSI стандарт

Както се вижда от фиг. 4.1b. логическа единица, получен на 1 VT входове, заключва всички кръстовището емитер. Токът, протичащ през гв резистор. затваря чрез открита
р-п # 8209; - (. Фигура 4.1b) преходи събиране VT 1 и VT 2. емитер ток отворен VT транзистор 2, и напрежението на изхода става близо до нула, т.е. ... Ако изобщо, или се прилага най-малко един VT 1budet входен сигнал (фиг. 4.1, г), след това на ток през Rb, затваря през отворения емитер възел 1. Когато тази VT VT 2budet входен ток близо до нула, и изходен транзистор ще бъде заключена, т.е. е. .. По този начин, в разглеждания схемата изпълнява логическа операция, за да се отбележи, че ако входовете на транзистора VT 2ostavit свободни и не са свързани с източник на сигнал, то ще бъде възприето като с логическа елемент 1 в нейните входове. Текущ чрез Rb. В този случай, той се отваря ВТ 2, и сигналът ще се появи на изхода. Във веригата на основния елемент с прост инвертор TTL намира само ограничено приложение като отворена верига колектор. В тези схеми, RK вътре в чипа и не основен външен товар е потребителят: дисплей елемент (лампа, LED) или на задвижващия механизъм (електромагнит реле и т.н.).

Фиг. 4.1. Принципът на работа на TTL NAND-базирани

Подобряване свойства TTL чипове, е въвеждането в тях Шотки диод със структура метал-полупроводник. Тези диоди шунт колектора кръстовището на ключови транзистори, предотвратяване на насищане. С този размножаване закъснение се намалява с почти три пъти. IC с Шотки диоди сега често заменяйки чипове, направени от конвенционалната TTL технология.

Основен елемент CMOS структури. Структурата на два допълващи MOS транзистори са идеално избор напрежение, е в основата на основния И-НЕ (фиг. 4.2, а) и NOR (фиг. 4.2, б) Както се вижда от тези схеми за прилагане на функции и -Не паралелно свързване на транзистори използват р-тип и сериен (каскада) п-тип комутационните транзистори. В допълнение, всеки входен сигнал се подава към чифт транзистори с канали с различна проводимост. Така, променливата X1 се подава към транзистори VT1 ​​и VT4. X2 да VT2 и VT5, X3 да VT3 и VT6. За достъп до всички логика един сигнал входа Х1 = Х2 = Х3 = U 1 Rin затворени всички транзистори са р-тип
(VT1. VT 3) и отворите на транзистори с п-тип канал
(VT 4. VT 6) .В резултат изходен елемент се свързва към земята и изходното напрежение става равно на 0 U О. Ако напрежението на поне един от входовете, например X1, остава нисък, транзистор п-канал се затваря и отваря VT4 стр # 8209; канал транзистор VT1, чрез който се свързва с мощност на захранването. По този начин, продукцията ще бъде напрежение на високо ниво, съответстващо на логическо.

Фиг. 4.2. Изпълнение на основния елементи NAND и NOR базирани CMOS

За изпълнение на базовия елемент NOR (фиг. 4.2б) трябва да бъде обърнато паралелно и серийни части от вериги, и замени във всяка група (паралелни и серийни) транзистори с канали от същия тип на транзистори с противоположни тип проводимост канали.

Други видове основни елементи. Чипове, направени на TTL и CMOS технология, имат добра производителност и, следователно, са получили най-разпространените. В момента, обаче, се използват други видове чипове. Например, когато се изисква висока производителност, се използват чипове оформени върху ECL технология. Това чип на п # 8209 на р # 8209; п # 8209; транзистори с общ проводник свързан с веригите на колектора. Голяма производителност се постига чрез действието на транзистори в активен режим на работа, без да навлиза в режим на насищане. Въпреки това, работата в активен режим води до рязко намаляване на имунитета на шума и значително увеличаване на консумацията на енергия.

Друга тенденция е използването на биполярно логика интегрирана инжектиране логика технология - и 2 L. Базовият елемент на тази логика съдържа два биполярни транзистори на различни структури (п-р-п и р-п-п) и Шотки диоди. Такива елементи са с много ниска консумация на енергия има достатъчно висока скорост. В допълнение, този елемент се на много малка площ на чипа, което ви позволява да се създаде висока степен на интеграция чип.

В заключение можем да даде таблица с основни параметри логически две входни основни елементи на общи и перспективни видове (Табл. 4.2).

Параметрите на най-често срещаните логически елементи