Saadaval on erinevat tüüpi loogikaperekondi, mida kasutatakse digitaalsete loogikalülituste kujundamisel; Takistitransistori loogika (RTL), emitteri sidestatud loogika (ECL), dioodtransistori loogika (DTL), komplementaarne metalloksiidi pooljuhtloogika (CMOS) ja Transistor-Transistor Logic (TTL) . Nendest loogikaperekondadest kasutati DTL-loogikaperekonda tavaliselt enne 1960. ja 1970. aastaid, et asendada arenenumad loogikapered, nagu CMOS ja TTL. Diood-transistori loogika on klass digitaalsed ahelad mis on konstrueeritud dioodide ja transistoridega. Seega võimaldab dioodide ja transistoride kombinatsioon teha üsna väikeste komponentidega keerulisi loogilisi funktsioone. See artikkel annab lühikest teavet selle kohta DTL või dioodtransistori loogika ja selle rakendused.
Mis on dioodtransistori loogika?
Dioodtransistori loogika on digitaalloogika perekonda kuuluv loogikalülitus, mida kasutatakse digitaalsete ahelate loomiseks. Seda vooluringi saab kujundada koos dioodid ja transistorid, kus sisendi poolel kasutatakse dioode ja väljundi poolel transistore, seega nimetatakse seda DTL-iks. DTL on spetsiifiline vooluahela klass, mida kasutatakse praeguses digitaalelektroonikas elektriliste signaalide töötlemiseks.
Selles loogikaskeemis on dioodid kasulikud loogiliste funktsioonide täitmisel, samas kui transistore kasutatakse võimendusfunktsioonide täitmiseks. DTL-il on võrreldes sellega palju eeliseid takisti transistori loogika sarnane; kõrgemad ventileerimisväärtused ja kõrge müramarginaal, seega asendatakse DTL RTL-i perekond. The Dioodtransistori loogika omadused peamiselt hõlmavad; digitaalne kultuuritu, digistrateeg, digiarhitekt, organisatsioonide agileet, kliendikeskne, andmete eestkõneleja, digitaalse töökoha maastikukujundaja ja äriprotsesside optimeerija.
Dioodtransistori loogikaskeem
Dioodi transistori loogikalülitus on näidatud allpool. See on kahe sisendiga dioodiga transistori loogika NAND-väravahel. See ahel on konstrueeritud kahe dioodi ja transistoriga, kus kaks dioodi on tähistatud tähega D1 ja D2 ja takisti on tähistatud tähega R1, mis moodustab loogikaahela sisendpoole. Q1 transistor CE konfiguratsioon ja R2 takisti moodustavad väljundi poole. Selle ahela C1 kondensaatorit kasutatakse ülekäiguvoolu andmiseks kogu lülitusaja jooksul ja see vähendab lülitusaega teatud tasemeni.
Dioodtransistori loogika töötab
Kui mõlemad ahelate A ja B sisendid on MADALAD, muutuvad mõlemad D1 ja D2 dioodid ettepoole eelpingestatud, seega juhivad need dioodid edasisuunas. Seega toitepinge (+VCC = 5V) toiteallikas toidetakse GND-le kogu R1 takisti ja kahe dioodi ulatuses. R1 takistis väheneb toitepinge ja sellest ei piisa Q1 transistori SISSE lülitamiseks, seega on Q1 transistor väljalülitusrežiimis. Seega on Y-terminali o/p väärtus Logic 1 või HIGH.
Kui mõni sisenditest on LOW, siis on vastav diood päripingestatud, nii et toimub sarnane toiming. Kuna ükski neist dioodidest on päripingestusega, suunatakse vool maandusse kogu päripingestusega dioodi ulatuses, seega on Q1 transistor väljalülitusrežiimis, nii et Y-klemmi väljund on kõrge või loogika 1.
Kui mõlemad A- ja B-sisendid on HIGH-d, on mõlemad dioodid vastupidise eelpingega, seega mõlemad dioodid ei juhi. Nii et sellises olukorras on +VCC toitepinge piisav, et juhtida Q1 transistori juhtivusrežiimi.
Seetõttu juhib transistor läbi emitteri ja kollektori klemmide. Kogu pinge „R2” takistis väheneb ja „Y” klemmi väljundil on madal o/p ja seda peetakse madalaks või loogiliseks 0-ks.
Tõe tabel
DTL tõesuse tabel on näidatud allpool.
|
A |
B | JA |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Dioodi transistori loogika levimise viivitus on üsna suur. Kui kõik sisendid on loogiliselt kõrged, läheb transistor küllastusse ja laeb baaspiirkonnas. Kui üks sisend on madal, tuleks see laeng eemaldada, muutes leviaega. Dioodtransistori loogika kiirendamiseks ühel viisil on takistile R3 kondensaatori lisamine. Siin aitab see kondensaator transistori välja lülitada, kõrvaldades baasterminali kogunenud laengu. Selle ahela kondensaator aitab ka transistori sisse lülitada, suurendades esimest baasajamit.
Modifitseeritud dioodtransistori loogika
Muudetud DTL NAND-värav on näidatud allpool. Takistite ja kondensaatorite komponentide suuri väärtusi on IC-l väga raske majanduslikult valmistada. Järgmist DTL NAND-värava ahelat saab IC rakendamiseks muuta, eemaldades lihtsalt C1 kondensaatori, vähendades takisti väärtusi ja kasutades transistorid & dioodid kõikjal, kus see on saavutatav. See modifitseeritud vooluahel kasutab lihtsalt ühte positiivset toiteallikat ja see vooluahel sisaldab D1- ja D2-dioodidega sisendastet, R3-takistit ja AND-väravat, mida juhitakse läbi transistoriseeritud inverteri.
Töötab
Selle vooluahela tööpõhimõte on see, et sellel vooluahelal on kaks sisendklemmi A ja B ning sisendpinged, nagu A ja B, võivad olla kas KÕRGE või MADALAD.
Kui mõlemad sisendid A ja B on madalad või loogika 0, siis on mõlemad dioodid eelpingestatud, seega on potentsiaal 'M' juures ühe dioodi pingelang, mis on 0,7 V. Kuigi Q-transistori juhtimiseks juhtivusse , siis vajame 2,1 V dioodide D3, D4 ja 'Q' transistori BE-siirde edasinihutamiseks, seega on see transistor katkestus ja annab väljundi Y = 1
Y = Vcc = loogika 1 ja kui A = B = 0, siis Y = 1 või kõrge.
Kui mõni sisenditest A või B on madal, saab mis tahes sisendi ühendada GND-ga mis tahes klemmiga, mis on ühendatud +Vcc, samaväärne diood juhib ja VM ≅ 0,7 V & Q transistor katkestatakse ja esitage väljund 'Y' = 1 või loogika kõrge.
Kui A = 0 ja B = 1 (või), kui A = 1 ja B = 0, siis väljund Y = 1 või HIGH.
Kui kaks sisendit, nagu mõlemad A ja B, on KÕRGED ja mõlemad A ja B on ühendatud lihtsalt + Vcc-ga, on mõlemad D1 ja D2 dioodid vastupidised ja nad ei juhi. D3- ja D4-dioodid on eelpingestatud ja baasterminali vool antakse lihtsalt Q-transistorile läbi Rd, D3 ja D4. Transistori saab juhtida küllastusse ja o/p pinge on madalpinge.
Kui A = B = 1, on väljund Y = 0 või LOW.
Muudetud DTL-i rakendused hõlmavad järgmist.
Suurem ventilaatori väljavool on võimalik tänu järgmistele väravatele, millel on kõrge takistus loogika HIGH tingimusel. Sellel vooluahelal on suurepärane mürakindlus. Mitme dioodi kasutamine takistite ja kondensaatorite asemel muudab selle vooluringi integraallülituses väga ökonoomseks.
Dioodtransistori loogika NOR Gate
Dioodtransistori loogika NOR-värav on konstrueeritud sarnaselt DTL NAND-väravale, millel on transistorinverteriga DRL VÕI pais. DTL NOR-ahelaid saab kujundada elegantsemalt, kombineerides lihtsalt erinevaid DTL-invertereid ühise väljundi kaudu. Sel viisil saab ühendada mitu inverterit, et võimaldada NOR-värava jaoks vajalikke sisendeid.
Selle vooluringi saab kujundada koos DTL-inverteri ahela komponentidega peale toiteallikas ja kaks 4,7 K takistid , 1N914 või 1N4148 räni dioodid. Ühendage vooluahel vastavalt allpool näidatud vooluringile.
Töötab
Kui ühendused on loodud, tuleb vooluahelale toide. Pärast seda rakendage dip-lülitiga toiteallikast A & B neli võimalikku sisendikombinatsiooni. Nüüd peate iga sisendikombinatsiooni jaoks üles märkima väljundi 'Q' loogilise tingimuse, nagu on kujutatud LED & salvestage see väljund. Võrrelge tulemusi NOR-värava operatsiooniga. Kui olete oma vaatlused lõpetanud, lülitage toide välja.
|
A |
B |
Y = (A+B)' |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Dioodtransistori loogika JA värav
Dioodi transistori loogika JA värav on näidatud allpool. Selles vooluringis on loogika olekud nagu; 1 ja 0 võetakse vastavalt +5V positiivseks loogikaks ja 0V vastavalt.
Kui mis tahes A1, A2 (või) A3 sisend on madala loogika olekus, on selle sisendiga ühendatud diood pärast seda eelpingestatud, transistor lülitub välja ja väljund on LOW või loogika 0 Samamoodi, kui kõik kolm sisendit on loogikas 1, siis ükski dioodidest ei juhi ja transistor ei juhi tugevalt. Pärast seda transistor küllastub ja väljund on HIGH või loogika 1.
Dioodtransistori loogika ja värava tõetabel on näidatud allpool.
|
A1 |
A2 | A3 |
Y = A.B |
|
0 |
0 | 0 | 0 |
|
0 |
0 | 1 | 0 |
|
0 |
1 | 0 |
0 |
| 0 | 1 | 1 |
0 |
|
1 |
0 | 0 | 0 |
|
1 |
0 | 1 |
0 |
| 1 | 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 | 1 |
1 |
DTL, TTL ja RTL võrdlus
DTL-i, TTL-i ja RTL-i erinevusi käsitletakse allpool.
| DTL | TTL |
RTL |
| Termin DTL tähistab diood-transistori loogikat. | Termin TTL tähistab transistor-transistori loogikat. | Termin RTL tähistab takisti-transistori loogikat. |
| DTL-is on loogikaväravad konstrueeritud PN-siirde dioodide ja transistoridega. | TTL-is on loogikaväravad kujundatud BJT-dega.
|
RTL-is on loogikaväravad projekteeritud takisti ja transistoriga. |
| DTL-is kasutatakse i/p komponentidena dioode ja o/p komponentidena transistore. | TTL-is kasutatakse võimendamiseks üht transistori, ümberlülitamiseks aga teist transistorit. | RTL-i takistit kasutatakse i/p komponendina ja transistorit kasutatakse o/p komponendina |
| DTL-vastus on RTL-iga võrreldes parem. | TTL vastus on palju parem kui DTL ja RTL. | RTL-i vastus on aeglane. |
| Toitekadu on väike. | Sellel on väga väike võimsuskadu. | Toitekadu on suur. |
| Selle ehitus on keeruline. | Selle ehitus on väga lihtne. | Selle ehitus on lihtne. |
| DTL minimaalne fanout on 8. | TTL minimaalne fanout on 10. | RTL minimaalne fanout on 5. |
| Iga värava võimsuse hajumine on tavaliselt 8–12 mW. | Iga värava võimsuse hajumine on tavaliselt 12 kuni 22 mW. | Iga värava võimsuse hajumine on tavaliselt 12 mW. |
| Selle mürakindlus on hea. | Selle mürakindlus on väga hea. | Selle mürakindlus on keskmine. |
| Selle tüüpiline paisu levimise viivitus on 30 ns. | Selle tüüpiline paisu levimise viivitus on 12–6 ns. | Selle tüüpiline paisu levimise viivitus on 12 ns. |
| Selle taktsagedus on 12 kuni 30 MHz. | Selle taktsagedus on 15 kuni 60 MHz. | Selle taktsagedus on 8 MHz. |
| Sellel on üsna palju funktsioone. | Sellel on väga suur hulk funktsioone. | Sellel on suur hulk funktsioone. |
| DTL-loogikat kasutatakse põhilistes lülitus- ja digitaalahelates. | TTL-loogikat kasutatakse kaasaegsetes digitaalsetes ja integraallülitustes. | RTL-i kasutatakse vanades arvutites. |
Eelised
Dioodtransistori loogikaahela eelised hõlmavad järgmist.
- DTL-i lülituskiirus on RTL-iga võrreldes kiirem.
- Dioodide kasutamine DTL-ahelates muudab need odavamaks, kuna IC-de dioodide valmistamine on takistite ja kondensaatoritega võrreldes lihtsam.
- Toitekadu DTL-ahelates on väga väike.
- DTL-ahelatel on kiirem lülituskiirus.
- DTL-il on suurem ventilaator ja parem müravaru.
The Dioodtransistori loogikaahelate puudused sisaldama järgmist.
- DTL-l on TTL-iga võrreldes madal töökiirus.
- Sellel on äärmiselt suur värava levimise viivitus.
- Suure sisendi korral läheb DTL-i väljund küllastusse.
- See tekitab soojust kogu töö ajal.
Rakendused
The dioodtransistori loogika rakendused sisaldama järgmist.
- Diode-transistori loogikat kasutatakse digitaalsete vooluahelate kavandamiseks ja valmistamiseks loogika väravad kasutage dioode sisendastmes ja BJT-sid väljundastmes.
- DTL on teatud tüüpi vooluahel, mida kasutatakse praeguses digitaalelektroonikas elektriliste signaalide töötlemiseks.
- DTL-i kasutatakse lihtsate loogikalülituste tegemiseks.
Seega on see ülevaade dioodtransistori loogikast , vooluring, töö, eelised, puudused ja rakendused. DTL-ahelad on RTL-ahelatega võrreldes keerulisemad, kuid see loogika on muutnud RTL-i tänu oma suurepärasele FAN OUT-võimele ja suuremale müramarginaalile, kuid DTL-i kiirus on aeglane. Siin on teile küsimus, mis on RTL?
