Универсальные логические операции и их особенности

Особое значение в цифровой электронике имеют универсальные (базовые) логические элементы, способные образовать функционально полный набор, с помощью которых можно реализовать все другие элементы логических базисов. В интегральной технологии удобство изготовления одного базового элемента имеет решающее значение. Поэтому базовые логические устройства составляют основу большинства цифровых ИМС. К универсальным логическим операциям (устройствам) относят две разновидности базовых элементов:

• функцию Пирса, обозначаемую символически вертикальной стрелкой ↓ (стрелка Пирса) и отображающую операцию ИЛИ-НЕ. Для простейшей функции двух переменных x1 и х2 функция у=1 тогда и только тогда, когда х1=х2=0:

;

• функцию Шеффера, обозначаемую символически вертикальной черточкой / (штрих Шеффера) и отображающую операцию И-НЕ. Для простейшей функции двух переменных x1 и x2 функция у=0 тогда и только тогда, когда х1=х2=1:

Для построения двухвходовой схемы ИЛИ-НЕ к нагрузочному резистору подключены коллекторы двух параллельно включенных биполярных транзисторов n-р-n-типа, эмиттеры которых заземлены, а для построения схемы И-НЕ на два входа потребовалось последовательное (ярусное) включение двух биполярных транзисторов n-р-n типа (эмиттер нижнего транзистора подключен к земле) и нагрузочный резистор R.

а б

Рис. 5. Примеры контактной и простейшей схемной реализаций: а – элемента ИЛИ-НЕ; б – элемента И-НЕ