Базовые логические элементы

ЦИФРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ.

Инвертор (НЕ) Логическое сложение (ИЛИ) Логическое умножение (И)

ТИПЫ ЛОГИКИ

Резисторно- диодная (РДЛ), резисторно- транзисторная (РТЛ) и диодно –транзисторная логика были исторически первыми решениями в области цифровой техники, и практически не применяются в микроэлектронике, но позволяют понять принцип реализации логических функций на полупроводниковых приборах..

БАЗОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ ТТЛ (транзисторно-транзисторной логики)

Принцип действия: если на один из входов подано напряжение низкого уровня, то от ИП через него будет протекать ток I⁰_вх, величину которого задает R_б

Если подключить остальные входы, то I⁰_вх практически не изменится. То есть, если Х₁=0, то состояние остальных входов может быть любым. При подаче на вход +U_ип переход Б-Э закрывается; открывается Б-К, U_вых=I_выхR_н>0 (+1); U¹_вых=U_ип[R_н/(R_н+R_б}]

Для получения инвертирующего элемента используют VT2, для обеспечения более мощного выхода –составной ЭП на n-p-n транзисторах, для которого VT2 служит фазорасщепителем.

VД4 –диод сдвига уровня (+0,7В)

R_огр –ограничивают ток короткого замыкания. выходных транзисторов (когда один еще открыт, а второй -открывается)

VД1…3 – защитные диоды (от отрицательных выбросов, возникающих за счет монтажных емкостей)

U¹_вых=2.6 В I⁰_вх=1,6mA t_зр=9 I_потр=2mA Э=90пДж

R_н=0,4 кОм С_н=15 пФ Р_пот=10 мВт К_разв =10

При применении диодов Шотки (ТТЛШ) U_ип=5В+-10%, уменьшается потребляемая мощность про повышении быстродействия.

Серия 555 –матрица диодов Шотки на входе (вместо VT1): P_пот=2мВт t_зд=9,5нс, Э_пот=19пДж

ЭМИТТЕРНО-СВЯЗАННАЯ ЛОГИКА (ИС С ТОКОВОЙ СВЯЗЬЮ)

Транзисторный ключ собран по дифференциальной схеме (переключатель тока) и работает в ненасыщенном режиме с малым перепадом напряжений логических уровней. Самая быстродействующая логика; высокое энергопотребление.

U _пит= - 5В U¹ = -(0,7- 0,9)В; U⁰ = -(1,5-2)В;

t _здр= 3-7 нс P_потр = 10-20 мВт

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ИНЖЕКЦИОННАЯ ЛОГИКА (И²Л)

Базовая структура была разработана как ячейка статической памяти с малой мощностью потребления (1 нА/бит). Вертикальное расположение элементов и их объемная связь понизили площадь элемента, повысили степень интеграции.

Принцип действия:

p-n-p транзистор инжектирует носители заряда в базу многоколлекторного транзистора n-p-n, снижая время задержки переключения.

вход

U _пит= 2-6В U¹ = (1,8- 5,6)В; U⁰ = 0,2В;

t _здр= 15 нс P_потр = 0,05 мВт К_разв =100

Дата добавления: 2014-01-14