Что такое транзисторные логические схемы?

 

На рис. 12.10, а представлена транзисторная схема с непосредственной связью (гальванической), выполняющая функцию элемента типа НЕ. Транзистор работает по схеме ОЭ, инвертирующей фазу сигнала на 180°, благодаря чему z = х.

На рис. 12.10, б показана транзисторная схема, выполняющая функцию И – НЕ, на рис. 12.10, в – схема, выполняющая функцию ИЛИ – НЕ. Принцип работы обеих схем очень простой и не требует объяснения.

Достоинствами ТЛ‑схем являются большая простота, высокое быстродействие, малое количество элементов. Недостатком – прежде всего необходимость подбора транзисторов с малым разбросом параметров, а также большее время выключения, особенно время ts.

 

 

 

 

Рис. 12.10. Транзисторные логические схемы, выполняющие функции НЕ (а), И – НЕ (б) и ИЛИ‑HE (в)

 

Что такое диодно‑транзисторные логические схемы?

 

В диодно‑транзисторных решениях схемы элементов типа И, ИЛИ реализуются как диодные, схемы элементов типа НЕ – как транзисторные и лишь схемы элементов И‑НЕ и ИЛИ‑НЕ – как состоящие из диодов и транзисторов.

 

Что такое резисторно‑транзисторные логические схемы?

 

На рис. 12.11 представлен элемент ИЛИ – НЕ в резисторно‑транзисторном (РТЛ) схемном решении. Как легко заметить, он является модификацией элемента НЕ (см. рис. 12.10, а). Если на любом из входов, имеется 1, то транзистор находится в состоянии насыщения и на выходе элемента появится сигнал логического 0. К недостаткам РТЛ‑схем относятся: медленное переключение, низкая граничная частота, а также ограничение возможности интеграции из‑за наличия резисторов и конденсаторов, включенных параллельно резисторам R для увеличения скорости переключения.

 

 

Рис. 12.11. Логическая схема РТЛ, выполняющая функции ИЛИ – НЕ  

 

Что такое транзисторно‑транзисторные логические схемы?

 

На рис. 12.12 представлен пример построения схемы ТТЛ, выполняющей функции И – НЕ. Это решение соответствует интегральной схеме типа UCY7400 и 134ЛБ1, содержащей четыре вентиля.

 

 

Рис. 12.12. Логическая ТТЛ‑схема, выполняющая функции И – НЕ на интегральных микросхемах типа UCY7400 или 134ЛБ

 

Схема работает следующим образом. Транзистор Т1 с двумя эмиттерами осуществляет логическое произведение (элемент И), а остальные транзисторы образуют выходной противотактный усилитель, осуществляющий функцию отрицания (элемент НЕ). Если хотя бы на одном из входов имеется сигнал логического 0 (ниже + 0,4 В), то транзистор Т 1 находится в состоянии насыщения, а транзистор Т2 – в состоянии запирания. В этом случае резистор R3 соединяет базу транзистора Т1 с массой, что вызывает его запирание.

Транзистор Т3 в этих условиях работает как эмиттерный повторитель, поскольку нагрузочное сопротивление схемы и сопротивление транзистоpa T4 в состоянии запирания значительно больше, чем сопротивление R4. Выходной сигнал повторителя соответствует 1 (более +2,4 В).

При подаче сигнала, соответствующего 1, на оба входа вентиля эмиттерные переходы входного транзистора Т1 будут смещены в обратном направлении и ток базы этого транзистора будет протекать через коллекторный переход транзистора Т2, который находится в состоянии насыщения. В режим насыщения перейдет также транзистор T4 и запрется транзистор Т3. На выходе будет сигнал 0.

Соединения в корпусе интегральной микросхемы UCY7400 показаны на рис. 12.13.

Техника ТТЛ‑схем отличается высоким быстродействием, простотой реализации, малым потреблением мощности и большой нагрузочной способностью. Благодаря этим достоинствам схемы ТТЛ являются наиболее распространенными логическими схемами.

 

 

Рис. 12.13. Соединения в интегральной микросхеме типа UCY7400