Məqalədə bəzi texnologiya sahələrində hələ də istifadə olunan TTL məntiqi nəzərdən keçiriləcək. Ümumilikdə bir neçə növ məntiq var: MOS tranzistorlarına (CMOS), həmçinin bipolyar tranzistorlara və CMOS-a əsaslanan tranzistor-tranzistor (TTL), diod-tranzistor (DTL). Geniş istifadə olunan ilk mikrosxemlər TTL texnologiyaları ilə qurulmuş mikrosxemlər idi. Lakin texnologiyada hələ də istifadə olunan digər məntiq növlərini nəzərdən qaçırmaq olmaz.
Diod-tranzistor məntiqi
Adi yarımkeçirici diodlardan istifadə edərək, ən sadə məntiq elementini əldə edə bilərsiniz (diaqram aşağıda göstərilmişdir). Məntiqdə bu element “2I” adlanır. Hər hansı bir girişə (və ya hər ikisinə birdən) sıfır potensial tətbiq edildikdə, rezistordan elektrik cərəyanı axmağa başlayacaq. Bu vəziyyətdə əhəmiyyətli bir gərginlik düşməsi baş verir. Elementin çıxışında potensialın bərabər olacağı qənaətinə gəlmək olarvahid, əgər bu, eyni anda hər iki girişə tam olaraq tətbiq edilirsə. Başqa sözlə desək, belə bir sxemin köməyi ilə “2AND” məntiqi əməliyyatı həyata keçirilir.
Yarımkeçirici diodların sayı elementin neçə girişə malik olacağını müəyyən edir. İki yarımkeçiricidən istifadə edərkən "2I" sxemi həyata keçirilir, üçü - "3I" və s. Müasir mikrosxemlərdə səkkiz diodlu bir element ("8I") istehsal olunur. DTL məntiqinin böyük çatışmazlığı yük tutumunun çox kiçik səviyyəsidir. Bu səbəbdən, bipolyar tranzistor gücləndiricisi məntiq elementinə qoşulmalıdır.
Lakin bir neçə əlavə emitenti olan tranzistorlarda məntiqi həyata keçirmək daha rahatdır. Belə TTL məntiqi sxemlərində paralel bağlanmış yarımkeçirici diodlar deyil, çox emitentli tranzistor istifadə olunur. Bu element prinsipcə "2I" ilə oxşardır. lakin çıxışda yüksək potensial potensial yalnız o halda əldə edilə bilər ki, iki giriş eyni vaxtda eyni qiymətə malik olsun. Bu vəziyyətdə emitter cərəyanı yoxdur və keçidlər bloklanır. Şəkil tranzistorlardan istifadə edən tipik məntiq dövrəsini göstərir.
Məntiq elementlərində çevirici sxemlər
Gücləndiricinin köməyi ilə komponentin çıxışında siqnalın çevrilməsi ortaya çıxır. "VƏ-YOX" tipli elementlər təyyarənin seriyalı mikrosxemlərində göstərilmişdir. Məsələn, K155LA3 seriyasının mikrosxemində dörd ədəd həcmdə "2I-NOT" tipli dizayn elementləri var. Bu element əsasında bir çevirici cihaz hazırlanır. Bu, bir yarımkeçirici dioddan istifadə edir.
Birləşmək lazımdırsa"OR" sxemlərinə uyğun olaraq "AND" tipli bir neçə məntiq elementi (və ya "OR" məntiqi elementlərini həyata keçirmək lazımdırsa), onda tranzistorlar diaqramda göstərilən nöqtələrdə paralel olaraq birləşdirilməlidir. Bu halda çıxışda yalnız bir kaskad əldə edilir. Bu fotoda "2VƏ YA-YOX" tipli məntiqi element göstərilir:
Bu elementlər LR hərfləri ilə işarələnən mikrosxemlərdə mövcuddur. Lakin "OR-NOT" tipli TTL məntiqi LE abbreviaturası ilə işarələnir, məsələn, K153LE5. O, eyni anda quraşdırılmış dörd məntiqi elementə malikdir: "2YA YA-YOX".
IC məntiq səviyyələri
Müasir texnologiyada 3 və 5 V gücü ilə işləyən TTL məntiqli mikrosxemlərdən istifadə olunur. Lakin yalnız bir və sıfırın məntiqi səviyyəsi gərginlikdən asılı deyil. Məhz bu səbəbdən mikrosxemlərin əlavə uyğunlaşdırılmasına ehtiyac yoxdur. Aşağıdakı qrafik elementin çıxışında icazə verilən gərginlik səviyyəsini göstərir.
Çıxışla müqayisədə mikrosxemin girişində qeyri-müəyyən vəziyyətdə olan gərginliyə daha kiçik hədlər daxilində icazə verilir. Və bu qrafik məntiqi vahidin səviyyələrinin sərhədlərini və TTL tipli mikrosxemlər üçün sıfırı göstərir.
Schottky diodunun yandırılması
Lakin sadə tranzistor açarlarının bir böyük çatışmazlığı var - açıq vəziyyətdə işləyərkən onların doyma rejimi var. Artıq daşıyıcıların əriməsi və yarımkeçiricinin doymaması üçün baza ilə kollektor arasında yarımkeçirici diod işə salınır. Şəkil göstərirSchottky diodunu və tranzistoru birləşdirməyin yolu.
Şottki diodunun gərginlik həddi təxminən 0,2-0,4 V, silikon p-n keçidində isə ən azı 0,7 V gərginlik həddi var. yarımkeçirici kristal. Schottky diodu qovşağın açılması üçün aşağı hədd sayəsində tranzistoru saxlamağa imkan verir. Bu səbəbdən triodun rejimə keçməsinin qarşısı alınır.
TTL mikrosxem ailələri hansılardır
Adətən, bu tip mikrosxemlər 5V-lik mənbələrdən qidalanır. Yerli elementlərin xarici analoqları var - SN74 seriyası. Lakin seriyadan sonra məntiqi komponentlərin sayını və növünü göstərən rəqəmsal nömrə gəlir. SN74S00 mikrosxemində 2I-NOT məntiq elementləri var. Temperatur diapazonu daha geniş olan mikrosxemlər var - yerli K133 və xarici SN54.
Tərkibi baxımından SN74-ə bənzər rus mikrosxemləri K134 adı altında istehsal edilmişdir. Enerji sərfiyyatı və sürəti az olan xarici mikrosxemlərin sonunda L hərfi var. Sonunda S hərfi olan xarici mikrosxemlərin 1 rəqəminin 5 ilə əvəz olunduğu yerli analoqları var. Məsələn, tanınmış K555. və ya K531. Bu gün sürət və enerji sərfiyyatı çox aşağı olan K1533 seriyalı mikrosxemlərin bir neçə növü istehsal olunur.
CMOS məntiq qapıları
Tamamlayıcı tranzistorları olan mikrosxemlər p- və n-kanallı MOS elementlərinə əsaslanır. Birinin köməyi iləpotensial, p-kanallı tranzistor açılır. Məntiqi "1" meydana gəldikdə, yuxarı tranzistor açılır, aşağı isə bağlanır. Bu halda mikrosxemdən cərəyan keçmir. "0" meydana gəldikdə, aşağı tranzistor açılır və yuxarı bağlanır. Bu vəziyyətdə cərəyan mikrosxemdən keçir. Ən sadə məntiq elementinə misal inverterdir.
Nəzərə alın ki, CMOS IC-lər statik rejimdə cərəyan çəkmir. Cari istehlak yalnız bir vəziyyətdən digər məntiq elementinə keçdikdə başlayır. Belə elementlərdə TTL məntiqi aşağı enerji istehlakı ilə xarakterizə olunur. Şəkildə CMOS tranzistorlarında tərtib edilmiş "NAND" tipli elementin diaqramı göstərilir.
Aktiv yük dövrəsi iki tranzistor üzərində qurulub. Əgər yüksək potensial yaratmaq lazımdırsa, bu yarımkeçiricilər açılır, aşağısı isə bağlanır. Nəzərə alın ki, tranzistor-tranzistor məntiqi (TTL) düymələrin işinə əsaslanır. Üst qoldakı yarımkeçiricilər açılır, alt qolda isə bağlanır. Bu halda, statik rejimdə mikrosxem enerji mənbəyindən cərəyan sərf etməyəcək.
