Название: Вычислительная техника (Захаров Н. Г.)

Жанр: Энергетический

Просмотров: 1538


2.11. резисторно-транзисторные логические элементы

 

Схема базового элемента РТЛ изображена на рис. 2.13. Ее основой является простейший ключ – инвертор, а операция ИЛИ реализуется входной сборкой резисто- ров R1, R2, R3. Схема относительно проста, но обладает рядом недостатков, основ- ным из которых является сильная зависимость глубины насыщения транзистора Т1 от числа логических единиц на входе, что приводит к ухудшению динамических харак- теристик транзистора.   Эта   же причина ограничивает функциональную сложность

ЛЭ – уменьшает коэффициент объединения по входу и коэффициент разветвления по выходу. Развитие интегральной схемотехники и технологии привело к тому, что в на- стоящее время система РТЛ практически не применяется.

 

o + E k

 

Х         R1

1 o

 

Х         R2

2 o

 

Х

3 o

R5

 

Y VT1

 

R4

 

Х 1      1          Y = X  + X  + X

Х         o

2

Х

3

 

а          б

 

Рис. 2.13. Принципиальная схема (а) и функциональное обозначение (б)

 

РТЛ элемента

 

Диодно-транзисторные логические элементы

 

Диодно-транзисторные логические элементы находят широкое применение в цифровых устройствах. Они имеют повышенную помехоустойчивость, среднее быст- родействие и сравнительно большой коэффициент разветвления по выходу n. Основ- ная   схема   ДТЛ-элемента,   выполняющая   логическую   функцию   И-НЕ,   дана   на

рис. 2.14.

 

о + Е

о + Е

 

 

VD1

Х

1 о

1          k

 

R1        R3

 

VD2

 

VD4     VD5

 

о   Y = X  X  X

2

 

Х  о

2

 

VD3

 

Х  о

3

1          3

 

VT1

 

R2

 

 

Рис. 2.14. Принципиальная схема ДТЛ-элемента

Диоды VD1 – VD3 на входе схемы совместно с резистором R1 выполняют ло- гическую операцию И. Транзистор VT1 выполняет роль усилителя-инвертора. Диоды VD4, VD5 создают напряжение смещения, необходимое для совместимости уровней входного и выходного сигналов в схеме. В закрытом состоянии схемы резистор R2 задает ток через смещающие диоды, обеспечивая требуемое увеличение порога запи- рания транзистора VT1.

В открытом состоянии схемы транзистор VT1 находится в режиме насыщения и выходное напряжение схемы равно напряжению насыщения коллектора транзисто- ра UКН, а в закрытом состоянии оно близко к напряжению Еk. Схема задерживает сиг- нал при выключении. Это связано с рассасыванием избыточного заряда в базе, накоп- ленного в режиме насыщения и наличием паразитных емкостей.

При подаче на все входы высокого уровня напряжения (логическая единица) входные диоды VD1 – VD3 смещаются в обратном направлении, и ток, протекающий через резистор R1, поступает в базу транзистора VT1 и вызывает его насыщение. Напряжение на выходе схемы равно напряжению нуля. Если на любом из входов схе- мы появляется низкий уровень напряжения, соответствующий уровню логического нуля, то соответствующий диод на входе открывается, диоды VD4, VD5 закрываются, и ток, протекающий через резистор R1, переключается из базовой цепи транзистора в цепь источника входного сигнала. Транзистор VT1 закрывается, выходное коллек- торное напряжение схемы возрастает до напряжения Еk. Источник питания Е1 обеспе- чивает насыщение транзистора VT1.