Многофункциональные логические элементы

Выше были рассмотрены «простые» логические элементы, которые реализуют простые либо достаточно простейшие логические операции. Вместе с тем, в интегральном исполнении выпускаются более сложные логические элементы (ЛЭ), которые способны реализовать несколько простых функций.

Широкое применение получил многофункциональный логический элемент И-ИЛИ-НЕ, выполненный на микросхеме К155ЛР1.

Микросхема представляет собой 2 логических элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, один из них расширяемый по ИЛИ.

Условное графическое обозначение микросхемы представлено на рисунке 2.27.

Рисунок 2.27

Каждый элемент в микросхеме работает по логическому выражению

.

К выводам Э и К подключают расширитель – специализированную микросхему для увеличения количества входов.

На рисунке 2.28 представлены условные графические обозначения логических элементов в различных стандартах.

Рисунок 2.28

Контрольные вопросы:

1.Что называется логическим элементом?

2.Какое обозначение на схемах имеет логический элемент?

3.Какое число входов и выходов имеет логический элемент?

4.Составьте таблицу истинности для конъюнкции трех логических переменных.

5.Постройте временную диаграмму входных и выходных сигналов логического элемента «исключающее ИЛИ»

6.Привести примеры реализации логических функций «И», «ИЛИ», «НЕ» на диодных и транзисторных ключах.

7.Почему логические элементы «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ», являются универсальными?

8.Представьте схемотехническую реализацию логических функций «И», «ИЛИ», «НЕ», «Исключающее ИЛИ» на логических элементах И-НЕ.

 

 

 

Тема 1.3 Базовые логические элементы

План

Базовые логические элементы ТТЛ

Базовые логические элементы КМОП

Базовые логические элементы ТТЛ

Студент должен

Знать:

· принцип работы базовых логических элементов ТТЛ;

· основные параметры, характеризующие базовый логический элемент ТТЛ, ТТЛШ.

Уметь:

· читать электрические схемы.

Общие сведения

Микросхемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) широко применяются в цифровой аппаратуре. В них удачно сочетаются хорошие функциональные показатели: быстродействие, помехоустойчивость, нагрузочная способность - с умеренным потреблением энергии и не­высокой стоимостью. ТТЛ-микросхемы выпускаются в нескольких разновидностях: универсаль­ные (стандартные) серии, серии повышенного быстродей­ствия, серии с малым потреблением мощности, а также серий микросхем на транзисторах Шотки в двух вариан­тах - обычном и маломощном. Принцип действия различ­ных модификаций ТТЛ одинаков и различаются они глав­ным образом временем задержки сигнала и потребляемой мощностью.

Номенклатура микросхем ТТЛ весьма разнообразна и содержит различные изделия, от простых логических эле­ментов до готовых функциональных узлов; счетчиков, ре­гистров, запоминающих и арифметико-логических уст­ройств. Некоторые типы микросхем в составе разных се­рий по функциональным возможностям совпадают, а отдельные типы свойственны только определенным сериям.

Основные электрические параметры для всех серий ТТЛ согласованы, благодаря чему изделия, относящиеся к разным сериям, могут непосредственно соединяться друг с другом. Типовые значения этих параметров приведены в таблице 3.1.

Дополнительным достоинством микросхем ТТЛ является их сопрягаемость с микросхемами других видов логики – непосредственно или по­средством преобразователей уровней.

Каждая серия микросхем наилучшим образом удов­летворяет определенным функциональным и техническим требованиям.

 

Таблица 3.1 - Основные электрические параметры ТТЛ

Параметр	Минимальный	Номинальный	Максимальный
Uпит, В	4,75	5,0	5,25
U1вых, В	2,4	3,3	-
U0вых, В	-	0,2	0,4
U1вх, В	2,0	3,3	-
U0вх, В	-	0,2	0,8

Основная особенность микросхем транзисторно-тран­зисторной логики состоит в том, что во входной цепи ис­пользуется специфический интегральный прибор - многоэмиттерный транзистор. От обычных биполярных транзи­сторов онотличается тем, что имеет несколько эмиттеров (2, 3, 4 или 8), объединенных общей базой (рисунок 3.1.а).

а) б)

Рисунок 3.1

а) физическая структура, б) схема замещения

Эмиттеры расположены так, что непосредственное взаи­модействие между ними через участок базы отсутствует. Поэтому многоэмиттерный транзистор можно рассматри­вать как совокупность нескольких независимых транзис­торов с объединенными коллекторами и базами (рисунок 3.1.б). Такой транзистор занимает меньшую площадь, а, следовательно, имеет малую паразитную емкость, благодаря чему предельное быстродействие микросхем ТТЛ выше. Число эмиттеров определяет число входов элемен­та, в котором он используется.

В зависимости от сигналов на входе многоэмиттерный транзистор работает в прямом (нормальном) либо в ин­версном (обращенном) включении. Многоэмиттерный тран­зистор имеет существенное различие в коэффициентах передачи тока в обоих режимах. В инверсном включении, когда напряжение на эмиттерах выше напряжения на кол­лекторе, коэффициент передачи тока очень мал (h_21E=0,005/0,5). Сделано это для обеспечения оптималь­ных условий работы.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: