Dostępne są różne typy rodzin logicznych używanych przy projektowaniu cyfrowych obwodów logicznych; Logika tranzystorowo-rezystorowa (RTL), logika sprzężona z emiterem (ECL), logika tranzystora diodowego (DTL), logika półprzewodnikowa uzupełniająca z tlenkiem metalu (CMOS) i Logika tranzystorowo-tranzystorowa (TTL) . Spośród tych rodzin logiki rodzina logiki DTL była powszechnie używana przed latami sześćdziesiątymi i siedemdziesiątymi XX wieku w celu zastąpienia bardziej zaawansowanych rodzin logicznych, takich jak CMOS i TTL. Logika diodowo-tranzystorowa jest klasą obwody cyfrowe zaprojektowany z diodami i tranzystorami. Zatem połączenie diod i tranzystorów pozwala na tworzenie złożonych funkcji logicznych przy użyciu dość małych elementów. W tym artykule znajdują się krótkie informacje na temat Logika DTL lub tranzystora diodowego i jego zastosowania.
Co to jest logika tranzystora diodowego?
Logika tranzystora diodowego to obwód logiczny należący do rodziny logiki cyfrowej, który służy do tworzenia obwodów cyfrowych. Obwód ten można zaprojektować za pomocą diody oraz tranzystory, w których diody są używane po stronie wejściowej, a tranzystory po stronie wyjściowej, dlatego jest to znane jako DTL. DTL to specyficzna klasa obwodów stosowanych we współczesnej elektronice cyfrowej do przetwarzania sygnałów elektrycznych.
W tym obwodzie logicznym diody pełnią funkcje logiczne, natomiast tranzystory pełnią funkcje wzmacniające. DTL ma wiele zalet w porównaniu do rezystor logika tranzystorowa, taka jak; wyższe wartości rozwarcia i wysoki margines szumu, dlatego DTL zastępuje rodzinę RTL. The Charakterystyka logiki tranzystora diodowego obejmują głównie; pozbawiony kultury cyfrowej, strateg cyfrowy, architekt cyfrowy, najbardziej elastyczna organizacja, skupiony na kliencie, zwolennik danych, architekt cyfrowego miejsca pracy i optymalizator procesów biznesowych.
Obwód logiczny tranzystora diodowego
Poniżej pokazano obwód logiczny tranzystora diodowego. Jest to obwód bramki NAND z dwuwejściową diodą i tranzystorem logicznym. Obwód ten jest zaprojektowany z dwiema diodami i tranzystorem, przy czym dwie diody są oznaczone jako D1, a D2 i rezystor są oznaczone przez R1, który tworzy stronę wejściową obwodu logicznego. Konfiguracja CE tranzystora Q1 i rezystor R2 tworzą stronę wyjściową. Kondensator „C1” w tym obwodzie zapewnia prąd przesterowania przez cały czas przełączania, co zmniejsza czas przełączania do pewnego poziomu.
Działanie logiki tranzystora diodowego
Ilekroć oba wejścia obwodów A i B mają stan NISKI, wówczas obie diody D1 i D2 zostaną przesunięte w kierunku przewodzenia, w związku z czym diody te będą przewodziły w kierunku do przodu. Zatem zasilanie prądem ze względu na napięcie zasilania (+ VCC = 5 V) będzie zasilane do masy poprzez rezystor R1 i dwie diody. Napięcie zasilania zostaje zmniejszone na rezystorze R1 i nie wystarczy włączenie tranzystora Q1, dlatego tranzystor Q1 będzie w trybie odcięcia. Zatem wyjście o/p na terminalu „Y” będzie miało wartość logiczną 1 lub WYSOKĄ.
Gdy którekolwiek z wejść ma stan NISKI, odpowiednia dioda będzie przesunięta w kierunku przewodzenia, więc nastąpi podobna operacja. Ponieważ którakolwiek z tych diod jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, wówczas prąd będzie doprowadzany do masy przez całą diodę spolaryzowaną w kierunku przewodzenia, w związku z czym tranzystor „Q1” będzie w trybie odcięcia, więc wyjście na zacisku „Y” będzie wysoki lub logiczny 1.
Ilekroć oba wejścia A i B mają stan WYSOKI, wówczas obie diody będą spolaryzowane zaporowo, w związku z czym obie diody nie będą przewodziły. Zatem w tym stanie napięcie z zasilania +VCC będzie wystarczające do przełączenia tranzystora Q1 w tryb przewodzenia.
Dlatego tranzystor przewodzi przez zaciski emitera i kolektora. Całe napięcie zostaje obniżone na rezystorze „R2”, a wyjście na zacisku „Y” będzie miało NISKI poziom sygnału wyjściowego i będzie uważane za niskie lub logiczne 0.
Tabela prawdy
Tabela prawdy DTL jest pokazana poniżej.
|
A |
B | I |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Opóźnienie propagacji logiki tranzystora diodowego jest dość duże. Ilekroć wszystkie wejścia będą miały wysoki poziom logiczny, tranzystor przejdzie w stan nasycenia i zacznie gromadzić się ładunek w obszarze bazowym. Ilekroć jedno wejście jest niskie, ładunek ten powinien zostać usunięty, zmieniając czas propagacji. Aby przyspieszyć logikę tranzystora diodowego, jednokierunkową techniką jest dodanie kondensatora do rezystora R3. Tutaj kondensator ten pomaga w wyłączeniu tranzystora, eliminując nagromadzony ładunek na zacisku bazowym. Kondensator w tym obwodzie pomaga również w włączeniu tranzystora poprzez wzmocnienie pierwszego napędu podstawowego.
Zmodyfikowana logika tranzystora diodowego
Poniżej pokazano zmodyfikowaną bramkę DTL NAND. Duże wartości elementów rezystorów i kondensatorów są bardzo trudne do ekonomicznego wytworzenia w układzie scalonym. Zatem następujący obwód bramki DTL NAND można zmodyfikować w celu wdrożenia układu scalonego, po prostu eliminując kondensator C1, zmniejszając wartości rezystora i używając tranzystory i diody tam, gdzie to możliwe. Ten zmodyfikowany obwód wykorzystuje po prostu pojedyncze dodatnie zasilanie i obwód ten zawiera stopień wejściowy z diodami D1 i D2, rezystor R3 i bramkę AND, po której następuje tranzystorowy falownik.
Pracujący
Działanie tego obwodu polega na tym, że obwód ten ma dwa zaciski wejściowe A i B, a napięcia wejściowe, takie jak A i B, mogą być WYSOKIE lub NISKIE.
Jeśli oba wejścia A i B są w stanie niskim lub logiczne 0, wówczas obie diody zostaną spolaryzowane w kierunku przewodzenia, zatem potencjał na „M” to spadek napięcia na jednej diodzie wynoszący 0,7 V. Chociaż w celu wprowadzenia tranzystora „Q” w stan przewodzenia , wówczas potrzebujemy 2,1 V, aby przesunąć diody D3, D4 i złącze BE tranzystora „Q”, zatem ten tranzystor jest odcięciem i zapewnia wyjście Y = 1
Y = Vcc = Logika 1 i dla A = B = 0, Y = 1 lub Wysoki.
Jeśli którekolwiek z wejść A lub B jest w stanie niskim, wówczas dowolne z wejść można podłączyć do GND za pomocą dowolnego zacisku podłączonego do +Vcc, równoważna dioda przewodzi, a tranzystor VM ≅ 0,7 V i Q zostanie odcięty i podaj wyjście „Y” = 1 lub poziom logiczny wysoki.
Jeśli A = 0 i B = 1 (lub) jeśli A = 1 i B = 0, wówczas na wyjściu Y = 1 lub WYSOKI.
Jeśli dwa wejścia, takie jak A i B, są WYSOKIE, a oba A i B są podłączone po prostu do + Vcc, wówczas obie diody D1 i D2 będą odwrotne i nie przewodzą. Diody D3 i D4 są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a prąd na zacisku bazowym jest po prostu dostarczany do tranzystora Q przez Rd, D3 i D4. Tranzystor można doprowadzić do nasycenia, a napięcie wyjściowe będzie niskie.
Dla A = B = 1, wyjście Y = 0 lub LOW.
Zastosowania zmodyfikowanego DTL obejmują następujące.
Większe rozproszenie jest możliwe ze względu na to, że kolejne bramki mają wysoką impedancję przy stanie logicznym HIGH. Obwód ten ma doskonałą odporność na zakłócenia. Zastosowanie wielu diod zamiast rezystorów i kondensatorów sprawi, że ten obwód będzie bardzo ekonomiczny w formie układu scalonego.
Bramka NOR z diodą i tranzystorem logicznym
Bramka NOR z tranzystorem diodowym jest zaprojektowana podobnie do bramki DTL NAND z bramką DRL OR z falownikiem tranzystorowym. Obwody DTL NOR można zaprojektować bardziej elegancko, po prostu łącząc różne falowniki DTL na wspólnym wyjściu. W ten sposób można połączyć kilka falowników, aby zapewnić niezbędne wejścia dla bramki NOR.
Obwód ten można zaprojektować z wykorzystaniem elementów obwodu falownika DTL oprócz: zasilacz i dwa 4,7 tys rezystory , 1N914 lub 1N4148 diody krzemowe. Podłącz obwód zgodnie z obwodem pokazanym poniżej.
Pracujący
Po wykonaniu połączeń należy zapewnić zasilanie obwodu. Następnie zastosuj cztery możliwe kombinacje wejść A i B z zasilacza za pomocą przełącznika DIP. Teraz dla każdej kombinacji wejściowej należy zanotować warunek logiczny wyjścia „Q”, jak przedstawiono za pomocą PROWADZONY i nagraj to wyjście. Porównaj wyniki z działaniem bramki NOR. Po zakończeniu obserwacji wyłącz zasilanie.
|
A |
B |
Y = (A+B)’ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Logika tranzystora diodowego ORAZ bramka
Poniżej pokazano logiczną bramkę ORAZ tranzystora diodowego. W tym obwodzie stany logiczne są takie jak; 1 i 0 są traktowane odpowiednio jako logika dodatnia +5 V i 0 V.
Ilekroć którekolwiek wejście z A1, A2 (lub) A3 jest w niskim stanie logicznym, wówczas dioda podłączona do tego wejścia będzie po tym przestawiona w kierunku przewodzenia, tranzystor zostanie odcięty, a wyjście będzie LOW lub logiczne 0 Podobnie, jeśli wszystkie trzy wejścia mają stan logiczny 1, wówczas żadna z diod nie przewodzi, a tranzystor silnie przewodzi. Następnie tranzystor nasyca się, a sygnał wyjściowy będzie wysoki lub logiczny 1.
Tabela prawdy logiki i bramki tranzystora diodowego jest pokazana poniżej.
|
A1 |
A2 | A3 |
Y = AB |
|
0 |
0 | 0 | 0 |
|
0 |
0 | 1 | 0 |
|
0 |
1 | 0 |
0 |
| 0 | 1 | 1 |
0 |
|
1 |
0 | 0 | 0 |
|
1 |
0 | 1 |
0 |
| 1 | 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 | 1 |
1 |
Porównanie DTL, TTL i RTL
Różnice między DTL, TTL i RTL omówiono poniżej.
| DTL | TTL |
RTL |
| Termin DTL oznacza logikę diodowo-tranzystorową. | Termin TTL oznacza logikę tranzystorowo-tranzystorową. | Termin RTL oznacza logikę rezystorowo-tranzystorową. |
| W DTL bramki logiczne są zaprojektowane z diodami i tranzystorami złącza PN. | W TTL bramki logiczne są zaprojektowane z wykorzystaniem BJT.
|
W RTL bramki logiczne są zaprojektowane z rezystorem i tranzystorem. |
| W DTL diody są używane jako komponenty i/p, a tranzystory są używane jako komponenty o/p. | W TTL jeden tranzystor służy do wzmacniania, a drugi do przełączania. | Rezystor w RTL jest używany jako element i/p, a tranzystor jest używany jako element o/p |
| Odpowiedź DTL jest lepsza w porównaniu do RTL. | Odpowiedź TTL jest znacznie lepsza niż DTL i RTL. | Odpowiedź RTL jest powolna. |
| Strata mocy jest niewielka. | Charakteryzuje się bardzo niskimi stratami mocy. | Straty mocy są duże. |
| Jego konstrukcja jest złożona. | Jego konstrukcja jest bardzo prosta. | Jego konstrukcja jest prosta. |
| Minimalny poziom fanoutu DTL wynosi 8. | Minimalny poziom fanoutu TTL wynosi 10. | Minimalny poziom fanoutu RTL wynosi 5. |
| Straty mocy dla każdej bramki wynoszą zazwyczaj od 8 do 12 mW. | Straty mocy dla każdej bramki wynoszą zazwyczaj od 12 do 22 mW. | Straty mocy dla każdej bramki wynoszą zazwyczaj 12 mW. |
| Jego odporność na zakłócenia jest dobra. | Jego odporność na zakłócenia jest bardzo dobra. | Jego odporność na zakłócenia jest średnia. |
| Jego typowe opóźnienie propagacji dla bramki wynosi 30 ns. | Jego typowe opóźnienie propagacji dla bramki wynosi od 12 do 6 ns. | Jego typowe opóźnienie propagacji dla bramki wynosi 12 ns. |
| Jego częstotliwość taktowania wynosi od 12 do 30 MHz. | Jego częstotliwość taktowania wynosi od 15 do 60 MHz. | Jego częstotliwość taktowania wynosi 8 MHz. |
| Ma dość dużą liczbę funkcji. | Posiada bardzo dużą liczbę funkcji. | Posiada dużą liczbę funkcji. |
| Logika DTL jest wykorzystywana w podstawowych obwodach przełączających i cyfrowych. | Logika TTL jest stosowana w nowoczesnych obwodach cyfrowych i układach scalonych. | RTL jest używany w starych komputerach. |
Zalety
Zalety obwodu logicznego tranzystora diodowego są następujące.
- Szybkość przełączania DTL jest większa w porównaniu do RTL.
- Zastosowanie diod w obwodach DTL sprawia, że są one tańsze, ponieważ produkcja diod w układach scalonych jest prostsza w porównaniu z rezystorami i kondensatorami.
- Straty mocy w obwodach DTL są bardzo niskie.
- Obwody DTL mają większą prędkość przełączania.
- DTL ma większy wachlarz i lepszy margines hałasu.
The wady obwodów logicznych tranzystorów diodowych uwzględnij poniższe.
- DTL ma niską prędkość roboczą w porównaniu do TTL.
- Charakteryzuje się wyjątkowo dużym opóźnieniem propagacji bramki.
- W przypadku wysokiego sygnału wejściowego wyjście DTL przechodzi w stan nasycenia.
- Wytwarza ciepło podczas całej operacji.
Aplikacje
The zastosowania logiki tranzystorów diodowych uwzględnij poniższe.
- Logika diodowo-tranzystorowa służy do projektowania i wytwarzania obwodów cyfrowych, gdzie bramki logiczne użyj diod w stopniu wejściowym i BJT na stopniu wyjściowym.
- DTL to specyficzny typ obwodu stosowany we współczesnej elektronice cyfrowej do przetwarzania sygnałów elektrycznych.
- DTL służy do tworzenia prostych obwodów logicznych.
Zatem to jest przegląd logiki tranzystora diodowego , obwód, działanie, zalety, wady i zastosowania. Obwody DTL są bardziej złożone w porównaniu do obwodów RTL, ale ta logika zmieniła RTL ze względu na jego doskonałe możliwości FAN OUT i zwiększony margines szumów, ale DTL ma małą prędkość. Oto pytanie do Ciebie, czym jest RTL?
