Makala yatazingatia mantiki ya TTL, ambayo bado inatumika katika baadhi ya matawi ya teknolojia. Kwa jumla kuna aina kadhaa za mantiki: transistor-transistor (TTL), diode-transistor (DTL), kulingana na transistors MOS (CMOS), pamoja na msingi wa transistors bipolar na CMOS. Microcircuits za kwanza kabisa ambazo zilitumika sana ni zile zilizojengwa kwa kutumia teknolojia za TTL. Lakini aina nyingine za mantiki ambazo bado zinatumika katika teknolojia haziwezi kupuuzwa.
mantiki ya diode-transistor
Kwa kutumia diodi za semicondukta za kawaida, unaweza kupata kipengele cha mantiki kilicho rahisi zaidi (mchoro umeonyeshwa hapa chini). Kipengele hiki katika mantiki kinaitwa "2I". Wakati uwezo wa sifuri unatumiwa kwa pembejeo yoyote (au zote mbili kwa wakati mmoja), basi umeme wa sasa utaanza kupitia kupinga. Katika kesi hii, kushuka kwa voltage kubwa hutokea. Inaweza kuhitimishwa kuwa katika pato la kipengele uwezo utakuwa sawa nakitengo, ikiwa hii inatumika haswa kwa pembejeo zote mbili kwa wakati mmoja. Kwa maneno mengine, kwa msaada wa mpango huo, operesheni ya mantiki "2AND" inatekelezwa.
Idadi ya diodi za semicondukta huamua ni vipengee vingapi kitakuwa na kipengele. Wakati wa kutumia semiconductors mbili, mzunguko wa "2I" unatekelezwa, tatu - "3I", nk Katika microcircuits za kisasa, kipengele kilicho na diode nane ("8I") kinazalishwa. hasara kubwa ya mantiki ya DTL ni kiwango kidogo sana cha uwezo wa mzigo. Kwa sababu hii, amplifier ya bipolar transistor lazima iunganishwe kwenye kipengele cha mantiki.
Lakini ni rahisi zaidi kutekeleza mantiki kwenye transistors na emitter kadhaa za ziada. Katika nyaya hizo za mantiki za TTL, transistor ya emitter nyingi hutumiwa, badala ya diode za semiconductor zilizounganishwa kwa sambamba. Kipengele hiki ni sawa kwa kanuni na "2I". lakini kwa pato kiwango cha juu cha uwezo kinaweza kupatikana tu ikiwa pembejeo mbili zina thamani sawa kwa wakati mmoja. Katika kesi hii, hakuna emitter sasa, na mabadiliko yamezuiwa. Kielelezo kinaonyesha mzunguko wa kawaida wa mantiki kwa kutumia transistors.
Mizunguko ya kigeuzi kwenye vipengele vya mantiki
Kwa usaidizi wa amplifaya, inakuwa ni kugeuza mawimbi kwenye utoaji wa kijenzi. Vipengele vya aina ya "NA-NOT" vinaonyeshwa kwenye microcircuits ya serial ya ndege. Kwa mfano, microcircuit ya mfululizo wa K155LA3 ina vipengele vyake vya kubuni vya aina ya "2I-NOT" kwa kiasi cha vipande vinne. Kulingana na kipengele hiki, kifaa cha inverter kinafanywa. Hii hutumia diodi moja ya semiconductor.
Ikiwa unahitaji kuunganishavipengele kadhaa vya mantiki ya aina ya "AND" kulingana na nyaya za "OR" (au ikiwa ni muhimu kutekeleza vipengele vya mantiki "OR"), basi transistors lazima ziunganishwe kwa sambamba katika pointi zilizoonyeshwa kwenye mchoro. Katika kesi hii, cascade moja tu hupatikana kwenye pato. Kipengele cha kimantiki cha aina ya "2OR-NOT" kinaonyeshwa kwenye picha hii:
Vipengee hivi vinapatikana katika mizunguko midogo, ambayo inaashiria herufi LR. Lakini mantiki ya TTL ya aina ya "OR-NOT" inaonyeshwa na ufupisho wa LE, kwa mfano, K153LE5. Ina vipengele vinne vya kimantiki "2OR-NOT" vilivyojengwa ndani kwa wakati mmoja.
viwango vya mantiki ya IC
Katika teknolojia ya kisasa, mizunguko midogo yenye mantiki ya TTL hutumiwa, ambayo inaendeshwa na 3 na 5 V. Lakini ni kiwango cha mantiki tu cha moja na sifuri haitegemei voltage. Ni kwa sababu hii kwamba hakuna haja ya kufanana kwa ziada ya microcircuits. Grafu iliyo hapa chini inaonyesha kiwango cha volteji kinachoruhusiwa katika utoaji wa kipengele.
Voltge katika hali ya sintofahamu kwenye pembejeo ya microcircuit, kwa kulinganisha na pato, inaruhusiwa ndani ya mipaka midogo zaidi. Na grafu hii inaonyesha mipaka ya viwango vya kitengo cha kimantiki na sifuri kwa miduara ya aina ya TTL.
Kuwasha diodi ya Schottky
Lakini swichi rahisi za transistor zina kasoro moja kubwa - zina hali ya kueneza wakati zinafanya kazi katika hali wazi. Ili flygbolag za ziada za kufuta na semiconductor haijajaa, diode ya semiconductor inawashwa kati ya msingi na mtoza. takwimu inaonyeshanjia ya kuunganisha diodi ya Schottky na transistor.
A Schottky diode ina kizingiti cha volteji cha takriban 0.2-0.4 V, huku makutano ya p-n ya silicon yana kizingiti cha voltage cha angalau 0.7 V. Na hii ni chini ya muda wa maisha wa aina ya wabebaji wachache katika kioo cha semiconductor. Diode ya Schottky inakuwezesha kuweka transistor kutokana na kizingiti cha chini cha kufungua makutano. Ni kwa sababu hii kwamba triode inazuiwa kwenda kwenye hali.
Familia za TTL microcircuits ni zipi
Kwa kawaida, mizunguko midogo ya aina hii inaendeshwa na vyanzo vya V 5. Kuna analogi za kigeni za vipengele vya nyumbani - mfululizo wa SN74. Lakini baada ya mfululizo huja nambari ya digital, ambayo inaonyesha idadi na aina ya vipengele vya mantiki. Microcircuit ya SN74S00 ina vipengele vya mantiki 2I-NOT. Kuna mizunguko midogo ambayo kiwango cha joto kinaongezwa zaidi - K133 ya nyumbani na SN54 ya kigeni.
Seketi ndogo za Kirusi, sawa na muundo wa SN74, zilitolewa chini ya jina K134. Microcircuits za kigeni, ambazo matumizi ya nguvu na kasi ni ya chini, zina barua L mwishoni mwa microcircuits za kigeni na barua S mwishoni zina wenzao wa ndani ambayo nambari 1 imebadilishwa na 5. Kwa mfano, K555 inayojulikana sana au K531. Leo, aina kadhaa za microcircuits za mfululizo wa K1533 zinazalishwa, ambapo kasi na matumizi ya nguvu ni ya chini sana.
milango ya mantiki ya CMOS
Seketi ndogo zilizo na transistors linganishi zinatokana na vipengele vya MOS vilivyo na p- na n-chaneli. Kwa msaada wa mojauwezo, transistor ya p-channel inafungua. Wakati "1" ya mantiki inapoundwa, transistor ya juu inafungua na ya chini inafunga. Katika kesi hii, hakuna sasa inapita kupitia microcircuit. Wakati "0" inapoundwa, transistor ya chini inafungua na ya juu inafunga. Katika kesi hii, sasa inapita kupitia microcircuit. Mfano wa kipengele rahisi cha mantiki ni kibadilishaji nguvu.
Tafadhali kumbuka kuwa IC za CMOS hazichoi mkondo wa sasa katika hali tuli. Matumizi ya sasa huanza tu wakati wa kubadili kutoka hali moja hadi kipengele kingine cha mantiki. Mantiki ya TTL kwenye vipengele vile ina sifa ya matumizi ya chini ya nguvu. Kielelezo kinaonyesha mchoro wa kipengele cha aina ya "NAND", iliyokusanywa kwenye transistors za CMOS.
Saketi inayotumika ya upakiaji imeundwa kwa transistors mbili. Ikiwa ni muhimu kuunda uwezo wa juu, semiconductors hizi hufungua, na moja ya chini hufunga. Tafadhali kumbuka kuwa mantiki ya transistor-transistor (TTL) inategemea uendeshaji wa funguo. Semiconductors katika mkono wa juu hufungua, na katika mkono wa chini hufunga. Katika hali hii, katika hali tuli, mzunguko mdogo hautatumia mkondo kutoka kwa chanzo cha nishati.
