Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ)

Характерная особенность схемы:

Заземляется плюсовая клемма ИП (+Е_П). Этим ослабляется влияние нестабильности ИП на уровни напряжения и , что важно, т.к. разница между ними в данной схеме незначительна.

Схема осуществляет операцию ИЛИ-НЕ/ИЛИ:

В основе схемы лежит переключатель тока, выполненный на транзисторах .

Принцип работы переключателя тока:

Опорное напряжение (-Е_о) выбирается таким образом, чтобы выполнялось неравенство: ( ).

Опорное напряжение может восприниматься транзистором и как , и как , все зависит от входных сигналов.

Если на оба входа поданы ( и заперты), то тогда опорное напряжение воспринимается транзистором как (т.к. ). открывается, и ток течет через правое плечо по цепи: .

Если на оба входа (или на один из них) поданы , то тогда опорное напряжение воспринимается как (т.к. ) и он заперт, т.е. ток течет через левое плечо по цепи: открытый транзистор - .

а) Пусть . При этом транзисторы закрыты, открыт, т.е. работает правое плечо. Сопротивление открытого мало, следовательно, мало и падение напряжения на нем. Таким образом, на базу подается . - это эмиттерный повторитель (схема ОК), т.к. нагрузкой его является резистор в эмиттерной цепи - .

Выходное напряжение эмиттерного повторителя приблизительно равно его входному напряжению ().

на входе будет «повторен» им, т.е. на выходе 2 установится низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: .

Т.к. заперты, их сопротивления велики. Поскольку они соединены параллельно, их общее сопротивление также будет велико, следовательно, будет велико и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход эмиттерного повторителя будет подана , которая им «повторится», т.е. на выходе 1 установится высокий потенциал, соответствующий логической единице: .

б) Пусть . При этом работает левое плечо. открыты, их сопротивления малы, общее сопротивление также мало, следовательно, мало и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , который после «повторения» им даст на выходе 1 низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: .

В этот момент заперт, его сопротивление велико, следовательно, будет велико и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , которая после «повторения» им даст на выходе 2 высокий потенциал, соответствующий логической единице: .

в) Пусть ; . В этом случае снова работает левое плечо. открыт, его сопротивление мало. закрыт, его сопротивление велико. Общее сопротивление будет меньше меньшего, т.е. мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , который после «повторения» им даст на выходе 1 низкий потенциал, соответствующий логическому нулю: .

В этот момент заперт, его сопротивление велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем. Таким образом, на вход подается , которая после «повторения» им даст на выходе 2 высокий потенциал, соответствующий логической единице: .

Таким образом, схема реализует операцию ИЛИ-НЕ/ИЛИ.

МОП - транзисторная логика (МОП ТЛ)

Основа этой логики – ключ на МОП- транзисторе с наведенным каналом. Обычно берется транзистор с n-каналом, т.к. его быстродействие выше.

МОП ТЛ (ИЛИ-НЕ)

Транзисторы соединены параллельно.

- динамическая нагрузка (открыт всегда). Сопротивление этого МОП-транзистора играет роль нагрузочного резистора. При этом увеличивается плотность компоновки, все элементы создаются в едином технологическом цикле, что уменьшает время разработки ИМС и ее стоимость – достоинство.

а) Пусть . Транзисторы будут закрыты, т.к. каналы в них не образуются. Сопротивления закрытых транзисторов велики. Т.к. транзисторы соединены параллельно, их общее сопротивление также будет велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится высокий потенциал: .

б) Пусть . При этом транзисторы будут открыты, т.к. в них образуются каналы. Сопротивления открытых транзисторов малы, общее сопротивление их также будет мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится низкий потенциал: .

в) Пусть . При этом открыт (в нем образуется канал), сопротивление его мало. закрыт (канал в нем не образуется), его сопротивление велико. Общее сопротивление при параллельном соединении будет меньше меньшего, т.е. мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится низкий потенциал: .

Таким образом, схема выполняет операцию ИЛИ-НЕ.

МОП ТЛ (И-НЕ)

Транзисторы соединены последовательно.

- динамическая нагрузка (открыт всегда).

а) Пусть . Транзисторы будут закрыты, т.к. каналы в них не образуются.

Сопротивления закрытых транзисторов велики. Т.к. транзисторы соединены последовательно, их общее сопротивление, равное сумме этих сопротивлений, будет велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится высокий потенциал: .

б) Пусть . При этом транзисторы будут открыты, т.к. в них образуются каналы. Сопротивления открытых транзисторов малы, общее сопротивление их также будет мало, следовательно, мало будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится низкий потенциал: .

в) Пусть . При этом открыт (в нем образуется канал), сопротивление его мало. закрыт (канал в нем не образуется), его сопротивление велико. Общее сопротивление при последовательном соединении будет велико, следовательно, велико будет и падение напряжения на нем, т.е. на выходе установится высокий потенциал: .

Таким образом, схема реализует операцию И-НЕ.