14-04-2020-ЭЛЕКТРОННАЯ-ТЕХНИКА-МОСКАТОВ (1171925), страница 12
Текст из файла (страница 12)
xn . Элемент, реализующий функцию дизъюнкции, называется ИЛИ (смотритерис. 155, 156).x1x21Рис. 155y=x1 V x2x1 x2y0 00 11 01 10111Рис. 156Е. А. Москатов. Стр. 693. Конъюнкция, или логическое умножение. Элемент, реализующий функцию конъюнкции,называется И (смотрите рис. 157, 158). y x1 x2 ... xnx1 x2x1&y x1 x 2x200101011y0001Рис. 158Рис. 157Элементы НЕ, ИЛИ, И представляют собой функционально полный набор логических элементов. Только при помощи этих элементов можно выполнить любую сколь угодно сложнуюфункцию.4. Элемент Пирса.
Этот элемент, реализующий функцию отрицания дизъюнкции, называетсяИЛИ-НЕ (смотрите рис. 159, 160). y x1 x2 .x11x1 x2y x1 x2001x20101 1Рис. 159y1000Рис. 1605. Элемент Шеффера. Этот элемент, реализующий функцию отрицания конъюнкции, называется И-НЕ (смотрите рис. 161, 162). y x1 x2 .x1&y x1 x 2x2Рис. 161x1 x2y0 00 11 01 11110Рис.
1626. Исключающее ИЛИ - это элемент ИЛИ, который исключает два одинаковых состояния навходе (смотрите рисунки 163, 164).x1=1x2yx1 x20010101 1Рис. 163y0110Рис. 164Маркировка логических элементов. Вторая и третья группы в обозначении цифровых ИМСпоказывают какой логический элемент перед нами. Например:НЕЛНИЛИЛЛИЛИИЛИ-НЕ ЛЕИ-НЕЛА=1ЛПСледует заметить, что отдельные логические элементы в микросхемном исполнении в настоящее время не выпускаются.Е. А. Москатов. Стр. 702) Схемотехника простейших логических элементов.1. Элемент НЕ (смотрите рисунки 166 - 168). В общем случае представляет транзисторный ключ на полевом или биполярном транзисторе.Iб4=maxIкР .Т.насIб3+UипRк-yxRбIб2Р .Т.отсVT11Рис. 166Рис.
165xy0110Iб1Iб=0UнасEкUотсР ис. 168Рис. 1672. Элемент ИЛИ. В простейшем случае реализуется на полупроводниковых диодах (смотрите рисунок 169). Необходимым условием для работы является: 1) Uвх1 > Uип; 2) R >>Ri.пр.+ИП-RX1 VD1VD3VD4X1X2Y001101010111YX2 VD2Рис. 170Рис. 1693. Схема И. Элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ реализуются подключением на выход диоднойматрицы транзисторного инвертора. R >> Rпр.X1 X2Y"1"SA1001010000111+- ИПRX1 VD1X2VD3VD4YVD2Рис. 1714. Исключающее ИЛИ.R1+Uип-R2YIбIкэ=0Iкэ>0VT3X1VT1X2VT2Рис.
172Рис. 173UбэБаза каждого из входных транзисторов VT1, VT2 соединена с эмиттером другого транзистора.На транзисторе VT3 собран инвертор, или транзисторный ключ.Е. А. Москатов. Стр. 71Iб4=maxIкIк.насР .Т.насIб3Iб2Р .Т.отсIб1Iб=0Uкэ.насUкэ.отсUипEкР ис. 174X1X2Y000100111110Рис. 1753) Характеристики и параметры цифровых ИМС.К характеристикам цифровых ИМС относятся: Входные характеристики (смотрите рисунок 176) – это зависимость входного тока IвхИМС от величины входного напряжения. Iвх = f (Uвх).Iвх12UвхРис.
176Кривая 1 – для ИМС, у которых входной ток максимален при логическом нуле на входе.Кривая 2 – это характеристика ИМС, у которых входной ток максимален при логической единице на входе. Передаточные характеристики. Это зависимость выходного напряжения ИМС от входного (смотрите рисунок 177).Uвых12UвхРис.
177Кривая 1 – для ИМС с инверсией.Кривая 2 – для ИМС без инверсии.Параметры ИМС.Параметры ИМС подразделяются на две группы – статические и динамические.1] Статические параметры характеризуют работу ИМС при статических 0 или 1 на входе и выходе.К статическим параметрам относятся:1. Напряжение источника питания Uип.2. Входные и выходные напряжения логического нуля и логической единицы: Uвх0, Uвх1,Uвых0, Uвых1.3. Входные и выходные токи логического нуля и логической единицы: Iвх0, Iвх1, Iвых0,Iвых1.4. Коэффициент разветвления показывает количество входов микросхем нагрузок, которые можно подключить к данной микросхеме без потери её работоспособности (характеризует нагрузочную способность ИМС): Кр.Е. А.
Москатов. Стр. 725. Коэффициент объединения по входу Коб показывает, количество входов микросхемы,по которым реализуется выполняемая ею функция.6. Напряжение статической помехи – это максимально допустимое статическое напряжение на входе, при котором микросхема не теряет свой работоспособности. Характеризует помехоустойчивость ИМС. Обозначение: Uст.п.7.
Средняя потребляемая мощность от источника питания Pпот.ср.P 0 пот. P1пот.22] Динамические характеристики. Они характеризуют работу ИМС в момент переключения изнуля в единицу или из единицы в ноль.Pпот.ср Uв хt0 1t1 0Uв х0,9 Uв х0,5 Uв х0,1 Uв хt0 1 за д.t1 0 зад.tUв ы хUв ы х0,9 Uв ы х0,5 Uв ы х0,1 Uв ы хtР ис.
1781. Время переключения из логического нуля в логическую единицу t01 – это время, за которое напряжение на входе или выходе возрастает от 0,1 до 0,9 уровня логической единицы (смотрите рисунок 178).2. Время переключения из логической единицы в логический ноль t10.3. Время задержки распространения сигнала при переключении из нуля в единицу.Обозначение: t01зад.4. Время задержки распространения сигнала при переключении из логической единицы влогический ноль. Обозначение: t10зад.5. Среднее время задержки распространения сигнала, характеризует быстродействиеИМС.
Обозначение: tзад.ср.tзад.ср t 01зад t10 зад2Транзисторно-транзисторная логика1) Основные типы логики и понятие о многоэмиттерном транзисторе.2) Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) с простым инвертором.3) ТТЛ со сложным инвертором.1) Основные типы логики и понятие о многоэмиттерном транзисторе. Существует много разновидностей логики: ТЛНС – транзисторная логика с непосредственными связями. РТЛ – резисторно-транзисторная логика.Е.
А. Москатов. Стр. 73 РЕТЛ – резисторно-ёмкостная транзисторная логика. ДТЛ – диодно-транзисторная логика.К основному типу логики относят ТТЛ. Разновидности: ТТЛШ – транзисторно-транзисторная логика с переходами Шоттки. ЭСЛ – эмиттерно-связная логика. КМОП – логика на полевых МОП - транзисторах, состоящая из комплементарных пар.+Uип1-R1"1"X1X2+R2-Uип2YVD1VD3VD4VT1VD2Рис. 179В ТТЛ операцию «И» выполняет многоэмиттерный транзистор, в котором функции диодовVD1 и VD2 выполняют эмиттерные переходы транзистора, а функции диодов VD3, VD4 выполняет коллекторный переход транзистора (смотрите рисунок 179).Структура многоэмиттерного транзистора показана на рисунке 180, а УГО – на 181.КБ Э1 Э2 Э3nnnppnnnПодложка "р"nРис. 181Р ис.
1802) Транзисторно-транзисторная логика с простым инвертором.+R1"1"X1Uип-R3IкIбmaxIк.насР.Т.насIб3YVT1Iб2VT2X2Р.Т.отсR2R4Iб1Iб=0U0выхU1выхUипРис. 183Рис. 182UкэX1X2Y001011110110Рис. 184Принцип действия.Если хотя бы на один из входов будет подаваться сигнал логического нуля, соответствующийэмиттерный переход транзистора VT1 будет открыт, и через него будет протекать ток от плюса источника питания (ИП), через резистор R1, база-эмиттер VT1, общий провод, минус источника питания.
В цепи коллектора VT1, а следовательно, и в цепи базы VT2, ток будет отсутствовать, транзистор VT2 будет находиться в режиме отсечки, на выходе будет высокий уровень напряжения логической единицы. При подаче на оба входа логических единиц оба эмиттерных перехода закрываются, и ток будет протекать по цепи от плюса ИП, через R1, базаколлектор VT1 и на базу VT2. Транзистор VT2 перейдёт в режим насыщения и на выходе установится низкий уровень напряжения логического нуля.Недостатком ТТЛ с простым инвертором является маленький коэффициент разветвления.Е. А. Москатов. Стр. 743) ТТЛ со сложным инвертором.+R1R2R4Uип-"1"X1VT3VT1VT2VD1YX2VT4R3X1X2Y001011101101Рис. 186Рис.
185Если хотя бы на одном из входов будет действовать логический ноль, соответствующий эмиттерный переход будет открыт, и через него будет протекать ток по цепи от плюса ИП, черезR1, база-эмиттер VT1, общий провод, минус ИП. В цепи коллектора VT1, а следовательно, и вцепи базы VT2 ток будет отсутствовать, VT2 будет находиться в режиме отсечки, ток черезтранзистор VT2, а значит, ток базы VT4 будут близки к нулю.
Транзистор VT4 также будет находиться в режиме отсечки, и на выходе будет высокий уровень напряжения логической единицы. При этом напряжение на коллекторе VT2 и на базе VT3, будет максимальным, и VT3будет находиться в полностью открытом состоянии.При подаче на оба входа логических единиц оба эмиттерных перехода закрываются, и ток будет протекать по цепи от плюса ИП, через R1, переход база-коллектор VT1 на базу VT2. Транзистор VT2 перейдёт в режим насыщения. Ток через него, а следовательно, и ток базы VT4 будет максимальным, и транзистор VT4 перейдёт в режим насыщения. На выходе будет низкийуровень логического нуля. При этом напряжение на коллекторе VT2 и на базе VT3 будет близко к нулю и VT3 перейдёт в полностью закрытое состояние.
Диод VD1 применяется для болеенадёжного запирания транзистора VT3.Логические элементы ТТЛсо специальными выводами1) ТТЛ с открытым коллектором.2) ТТЛ с Z-состоянием.3) ТТЛШ.4) Оптоэлектронные ИМС.1) ТТЛ с открытым коллектором. Следующая схема получила своё название за счёттого, что коллектор выходного транзистора не подключён ни к одной точке схемы. Поэтомудля обеспечения работоспособности между выходом и плюсом ИП необходимо подключитьвнешнее навесное сопротивление (смотрите рисунки 187, 188).R1"1"VT1X1+Uип-R2RвнVT2YVD1DD1X2VT3X1&X2R3Рис. 187+Uип-R1Рис. 188Е. А.
Москатов. Стр. 75ТТЛ с открытым коллектором применяется для подключения элементов индикации (миниатюрные лампы накаливания, светодиоды, семисегментные индикаторы [один сегмент]).2) ТТЛ с Z-состоянием. Третьим, или Z-состоянием называется запрет приёма информации, при котором выходное сопротивление логического элемента стремится к бесконечности,а выходной ток – к нулю.+ X1 X2 YR4R1VT1X1X2EoUипR2VT3AVD2VT2YVT4DD1 VD1R310000100110010101110Z111011101ZZZРис. 190Рис. 189Если на запрещающий вход с инверсией подать логический ноль, то на выходе инвертораDD1 установится высокий уровень логической единицы, диод VD1 закроется, что равносильноразрыву цепи, и схема будет работать как базовый элемент ТТЛ, выполняющий функцию ИНЕ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
