Типы логических элементов

Базовый элемент транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ, серия К155)

Операция логического умножения (И) осуществляется многоэмиттерным транзистором V1 , инверсия – транзисторным ключем с общим эмиттером V2, а выходной каскад на транзисторах V3 и V4 повышает нагрузочную способность логического элемента ( рис.2.3.)

Рис. 13.1. Логический элемент И-НЕ ТТЛ-логики

Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ, ИМС с токовой связью, серия К500)

Самая быстродействующая серия; недостаток – высокое энергопотребление. В качестве базового элемента используется дифференциальный усилитель. Большое быстродействие ИМС ЭСЛ обусловлено тем, что в этих элементах транзисторы работают в ненасыщенном (линейном) режиме, с малым перепадом напряжений логических уровней.

Комплементарная МОП (КМДП логика, серия К176)

В качестве базового элемента используются ключевые схемы, построенные на комплементарных МОП-транзисторах.

На рис.13.2 приведена схема логического элемента И-НЕ, выполненного по технологии КМОП. Эта схема состоит из двух групп ключей на полевых транзисторах Т1, Т3 и Т2, Т4. Каждая группа управляется одним сигналом Х₁ или Х₂.

При подаче сигналов Х₁=Х₂=1 ключи на транзисторах Т1 и Т2 размы­каются, а ключи на транзисторах T3 и Т4 замыкаются. В результате сигнал на выходе .

Применение полевых транзисторов с изолированным затвором обеспечива­ет высокое входное сопротивление микросхем КМОП. Благодаря малой входной емкости и высокому сопротивлению микросхемы КМОП чувствительны к статическому электричеству. Пробой изоляции под затвором происходит при напряжении около З0 В, в результате чего транзистор повреждается. Защита входов ИМС КМОП осуществляется с помощью встроенных диодов или стабилитронов, подключенных к линиям питания ИМС.

Рис. 13. 2. Логический КМОП элемент.

Применение полевых транзисторов с изолированным затвором обеспечивает высокое входное сопротивление микросхем КМОП. Является основой современных микропроцессорных устройств. Преимущества: высокое значение коэффициента использования напряжения питания ΔU_вых / E ≈ 1, малая потребляемая мощность, достаточно высокое быстродействие, высокая помехозащищенность, высокое быстродействием и нагрузочная способность, однако микросхемы КМОП чувствительны к статическому электричеству, что требует специальных мер при монтаже и транспортировке.