Технология ТТЛ

Базовые логические элементы

Представление логических переменных в электронной аппаратуре

Логические интегральные схемы.

Деление

Умножение

Операция выполняется также как и для десятичных кодов:множимое умножается на каждый разряд множителя и результаты складываются со сдвигом. Можно умножать, начиная с младших разрядов со сдвигом влево, или со старших со сдвигом вправо.

6₁₀* 7₁₀ 111 111
* 110 * 110

000 111

111 111

* 111 * 000
101010₂=42₁₀ 101010
Числа со знаком умножаются в прямом коде, а знак определяется как сумма по модулю 2 знаковых разрядов.

Выполняется как вычитание со сдвигом. Например:

18:6=3 22:4=5,5

10010: 110 10110: 100

- 110 11 - 100 101,1
110 110

- 110 - 100

000 10,0

- 100

Здесь дробная часть представляет отрицательные степени числа 2.

Например: степени 2 2 1 0 -1-2

Код 1 1 0, 1 1=4+2+0,5+0,25=6,75.

ТЕМА 7. Базовые элементы цифровых ИС: ТТЛ, ЭСЛ, КМОП – основные характеристики и параметры и их сравнительная характеристика.

Большинство цифровых микросхем относятся к потенциальным микросхемам, в которых сигнал на их входе представляется высоким или низким уровнем напряжения. Этим уровням соответствуют логические значения 1 и 0. Существуют два способа представления логических переменных:

1. Высокий уровень напряжения - 1, низкий - 0 (положительная логика).

2. Высокий уровень напряжения - 0, низкий - 1 (отрицательная логика).

Логические операции, выполняемые микросхемами, обычно указывают для положительной логики.

Разработкой каждой серии цифровых ИС начинается с базового логического элемента. Так называют элемент, который лежит в основе всех микросхем серии: комбинационных(логических), триггеров, счетчиков и др. Как правило, базовые логические элементы выполняют операции "И-НЕ" либо "ИЛИ-НЕ". Принцип построения базового элемента, способ управления его работой, напряжение питания и другие параметры являются определяющими для всех ИС данной серии. Широко распространены ИС, построенные на базовых элементах транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)

Базовый элемент ТТЛ (рис. а) строится на основе многоэмиттерного транзистора VT1, обеспечивающего коньюнкцию входных сигналов Xi, и сложного инвертора на транзисторах VT2-:VT4, выполняющего операцию "НЕ".

Когда на все входы Xi многоэмиттерного транзистора поданы сигналы 1 (высокий потенциал, сравнимый с +E), все его эмиттерные переходы закрыты. Ток от источника через резистор R1 и коллекторный переход VT1 поступает на базу VT2. Транзистор VT2 открывается до насыщения и открывает VT4 также до насыщения. Транзистор VT3 в это время закрыт, поскольку напряжение на коллекторе открытого транзистора VT2 мало. Диод VD служит для повышения порога открывания транзистора VT3.

Рисунок 2.6 – Базовый элемент ТТЛ

Таким образом, рассмотренный элемент ТТЛ выполняет логическую операцию

"И-НЕ" ().

Для ограничения тока через открытый транзистор VT3 при случайном коротком замыкании выхода элемента включен резистор R4.

В состав некоторых серий цифровых ИС ТТЛ входят логические элементы без коллекторной нагрузки выходного транзистора VT4 - элементы с "открытым" коллектором. Они предназначены для работы с внешней нагрузкой в виде индикаторных приборов, светодиодов и т.д.

Если какие либо из входов многоэмиттерного транзистора никуда не подключены, то это воспринимается элементом как подача на эти входы 1, так как тока в цепи неподключенного эмиттера нет.Поэтому, например, элементы "И-НЕ" ("ИЛИ-НЕ") можно использовать как простые инверторы, подавая инвертируемый сигнал соединяя все входы вместе..В схеме

"И-НЕ" сигнал можно подавать только на один из входов,оставляя остальные неподключенными(рис.2-7).

Рисунок 2.7 – Использование элементов “и-не’, ’или-не’ как инверторов

Вход ИС транзистор-транзисторной логики(ТТЛ) реализуется с помощью многоэмиттерного транзистора.

Рисунок 2.8 – Многоэмиттерный транзистор

При подаче хотя бы на один из эмиттеров уровня “0”, ток из выходной цепи R_н переключается во входную цепь и на выходе устанавливается “0”. Если на все входы подать уровень “1”, тогда во входной цепи тока не будет, он пойдет через R_н и на выходе будет “1”. Данная схема выполняет операцию “и”. Если на входы ничего не подавать, то тока во входной цепи также не будет и на выходе появится “висячая 1”. При соединении многоэмиттерного транзистора и сложного инвертора образуется элемент “и-не”.

Дата добавления: 2014-01-07