Egycsatlakozós tranzisztor logikai áramkörök - RTL technika
Logikai áramkörökhöz használhatunk tranzisztort egy közös emitterrel vagy kollektorral kapcsolatban. Ezek a logikai áramkörök a legrégebbi a fejlődés szempontjából. Jelenleg már nem használják őket. Több tíz voltos egységek feszültségszintjével dolgozhattak. Sokat fogyasztottak. A tervezés gyakran valamilyen kompromisszumos megoldáson alapult (észrevesszük a NOR tag bemeneti áramkörét. Az X 1, X 2 és X 3 bemenetek mindig az R 2 ellenálláshoz voltak csatlakoztatva, némi áram áramlott a bemeneti ellenállásokon.) Ez kisebb összeget adott.
Dióda -tranzisztor logikai áramkör -TTL technológia
A fejlesztés másik szakasza a DTL technika, amelyben, amint az az ábrákon látható, a logikai tagok bemenetén lévő ellenállásokat diódákkal helyettesítik. Ez legalább részben megszünteti az ellenállások által megoldott bemeneti áramkörök már említett hátrányát. A fogyasztás is magas. A megbízhatóság kielégítő, elegendő a használt berendezésben.
Ezeket az áramköröket, főleg a magas zajállóság miatt, ipari automatizálásra, PC bemeneti áramkörökre, valamint nagy távolságú információ továbbítására tervezték.
Tranzisztoros logikai áramkörök - TTL technika
Ennek a technikának az áramköreit csak integrált változatban állítják elő. Hasonlítanak a DTL technikára. A bemeneti diódák működését egy nagyobb számú emitterrel rendelkező tranzisztor váltja fel. Mivel ezek a logikai áramkörök integrált formában valósulnak meg, és belső szerkezetük általában összetett, ezért bemutatjuk ezeknek az áramköröknek a működését egy logikai áramkörön, megvalósítva a NAND funkciót (MH 7400). Belső kapcsolódását az ábra mutatja. Észre fogjuk venni az átviteli és bemeneti jellemzőit is.
Fogaskerék jellemző:
Megjeleníti az U kimeneti feszültség változásának függését az U bemenet feszültségének változásától. Ennek a tulajdonságnak négy különálló területe van.
* Az a területen (0 - 0,7 V bemenetnél) a T 2 és T 3 tranzisztorok zárva vannak.
* A b területen a T 2 tranzisztor nyitni kezd, de a T 3 tranzisztor még mindig zárva van. A T 4 tranzisztort a T 2 kollektoron átmenő feszültségesés is kissé lezárja .
* A c területen a T 3 tranzisztor kinyílik és a T 4 tranzisztor bezárul .
* A d régióban a T3 tranzisztor telítettségű, a T4 tranzisztor pedig teljesen zárt.
Bemeneti jellemzők:
Meghatározza a bemenő áram függését a bemeneti feszültség nagyságától. A negatív áram azt jelenti, hogy R = 4-en keresztül W felé áramlik, és a T-1 B-E tranzisztor átjut a jelforrásba. U vst = 1,4 V esetén az I vst bemeneti áram 0 mA. Ezen U vst feszültség felett az I vst áram körülbelül 10 m A. 7 V-nál nagyobb U bemenetnél a bemeneti áram hirtelen megnő a T 1 tranzisztor E-B közötti PN átjárójának károsodása miatt. .
A sebesség- és bemeneti jellemzők mellett az alábbi összehasonlító táblázatban összefoglalt néhány egyéb paraméter fontos a logikai áramkörök szempontjából. Két paraméter található a táblázatban, nevezetesen a zajvédelem és a logikai erősítés, amelyeket először meghatározunk.
Zajvédelem:
ez a minimális bemeneti feszültségkülönbség, amelynél a kimenet log.0-ról log.1-re változik, vagy fordítva, a legkedvezőtlenebb körülmények között.
A 0,7 V-nál kisebb U vst bemeneti jellemzőnk esetén a kimenet log. 1, az U vst esetében pedig nagyobb, mint 1.7 V, a kimenet log.0.
Az 1,7 - 0,7 = 1 V különbség a zajvédelem .
Logikai nyereség:
a logikai tagok bemeneteinek száma adja, amelyek egy logikai tag kimenetéhez kapcsolhatók. Az előadó tagokat nyílt gyűjtő tagként tervezték.
A TTL áramkörök alapvető jellemző műszaki adatai:
Tápegység: | +4,75 - 5,25 V |
Egy tag vesztesége: | 10mW ё 25mW |
Flip-flop energiaeloszlás: | 60mW ё 90mW |
Zajvédelem: | 1V |
Logikai nyereség: | 10 (ügyvezető tagok 30) |
Belépő szintű napló. 0: | max 0,8 V |
Belépő szintű napló. 1: | min 1,8 V |
Kimeneti naplószint. 0: | max 0,4 V |
Kimeneti szintű napló.1: | min. 2,4 V |
Jel késése: | max 15ns, ha 0-ra módosul [2ч4,5ns az S sorozatnál], max 22ns, ha 1-re módosul [2ч4,5ns az S-sorozatra] |
A DTL áramkörök alapvető jellemző műszaki adatai:
Tápegység: | 11.4ч17V |
Egy tag vesztesége: | 27mW |
Zajvédelem: | min. 5 V |
Logikai nyereség: | 10. |
Belépő szintű napló. 0: | max 4.5V |
Belépő szintű napló. 1: | min 7,5 V |
Kimeneti naplószint. 0: | max 1.7V |
Kimeneti szintű napló.1: | min. 10 V |
Jel késése: | 90 ё 310ns |
INTEGRÁLT MOS
Az MOS integrált logikai áramkörök a TTL technológia által megvalósított logikai áramkörök közé tartoznak. Ellentétben a bipoláris tranzisztorok által megvalósított áramkörökkel, ahol a tranzisztorok mellett beállító ellenállásokat is alkalmaztak, a MOS integrált áramkörök kizárólag tranzisztorokból állnak, amelyek aktív és passzív elemek funkcióját is ellátják. A NAND és NOR logikai tagok kapcsolatait az ábrák mutatják.
Az MOS integrált áramkörök mind a P, mind az N egypólusú vezető-tranzisztort használják. Az N csatornás tranzisztorok kapcsolóként működnek, a P csatornás tranzisztorok pedig kapcsolt terhelésként. Az áramkörben mindig csak egy tranzisztor van nyitva, vagyis a kapcsoló és a kapcsolt terhelés az óramutató járásával ellentétes irányban, fordított üzemmódban működik, ami kicsi energiaeloszlást eredményez. A MOS integrált áramkörök gyártása során általában háromféle technológia terjedt el:
- PMOS
- NMOS
- CMOS
A CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor név azt a technológiát jelöli, amikor MOS integrált áramköröket készítenek egy pár kiegészítő MOS tranzisztorral (komplementer pár) P és N csatornákkal. Ezen struktúrák keresztmetszeteit a következő ábra mutatja:.
Jellemzők:
Ezeknek az integrált áramköröknek hosszabb a kapcsolási ideje, mint a TTL-nek, de nagyobb az integrációs sűrűség, alacsonyabb az energiafogyasztás, de ez az üzemi frekvenciától (lásd az alábbi grafikont) és a jó zajállóságtól függ. A tápfeszültség 4ч15V.
Ezek azonban általában nem kompatibilisek a TTL-sel vagy más logikával. A log.0 és log.1 bemeneti és kimeneti szintje akkor is különbözik a TTL-től, ha a tápfeszültség + 5 V.
A logikai tag veszteségteljesítményének függvénye a működési frekvenciától a logikai tagok előállításának különböző technológiáihoz.
. Az oldalak vagy azok részeinek "kvázi szerzői" és kereskedelmi célú felhasználása ellentétes a szerzői jogokkal, és csak a szerző beleegyezésével lehetséges . Felkészítő: Ing. Alexander Ћatkoviič Küldjön észrevételeket vagy kérdéseket a címre