Элемент и

Логический элемент И выполняет операцию логического умножения (конъюнкция) над своими входными данными и имеет от 2 до 8 входов и один выход (как правило, выпускаются элементы с двумя, тремя, четырьмя и восемью входами). На рис. 1. изображены условные графические обозначения (УГО) логических элементов И с двумя, тремя и четырьмя входами соответственно. Элементы И обозначаются как NИ, где N - количество входов логического элемента (например, 2И, 3И, 8И и т.д.).

Рис. 1

 

Элемент или

Логический элемент ИЛИ выполняет операцию логического сложения (дизъюнкция) над своими входными данными и, также как и логический элемент И, имеет от 2 до 8 входов и один выход. На рис. 2. изображены УГО логических элементов ИЛИ с двумя, тремя и четырьмя входами соответственно. Элементы ИЛИ обозначаются также, как и элементы И (2ИЛИ, 4ИЛИ и т.д.).

Рис. 2

 

Элемент не (инвертор)

Логический элемент НЕ выполняет операцию логического отрицания над своими входными данными и имеет один вход и один выход. Иногда его называют инвертор, так как он инвертирует входной сигнал. На рис. 3 изображено УГО элемента НЕ.

Рис. 3

 

Элемент и-не

Логический элемент И-НЕ выполняет операцию логического умножения над своими входными данными, а затем инвертирует (отрицает) полученный результат и выдаёт его на выход. Таким образом, можно сказать, что логический элемент И-НЕ - это элемент И с инвертором на выходе. УГО элемента 3И-НЕ приведено на рис. 4.

Рис. 4

 

Элемент или-не

Логический элемент ИЛИ-НЕ выполняет операцию логического сложения над своими входными данными, а затем инвертирует (отрицает) полученный результат и выдаёт его на выход. Таким образом, можно сказать, что логический элемент ИЛИ-НЕ - это элемент ИЛИ с инвертором на выходе. УГО элемента 3ИЛИ-НЕ приведено на рис. 5.

Рис. 5

Логические элементы по режиму работы подразделяются на статические и динамические.

Статические логические элементы могут работать как в статическом, так и в импульсном или динамическом режимах.

Динамические логические элементы могут работать только в импульсном режиме. Логические элементы в микроэлектронике подразделяются на комбинационные и последовательностные схемы.

Комбинационные логические схемы представляют собой схемы без запоминания переменных. Они состоят из логических либо операционных элементов и собраны из логических элементов для выполнения заданных операций над входными сигналами. Наиболее распространенными являются следующие типы комбинационных схем.

– Шифратор (кодировщик) – операционный элемент, преобразующий единичный сигнал на одном из п входов в m-разрядный выходной код. Конструктивно он может быть реализован из четырех элементов ИЛИ: одного пятивходового, двух четырехвходовых и одного двухвходового.

– Дешифратор (декодировщик) – операционный элемент, преобразующий n-разрядный входной код в сигнал только на одном из своих т выходов. Логические функции, а затем и схема дешифратора составляются по таблицам истинности.

– Мультиплексор– операционный элемент, осуществляющий адресное переключение заданного числа входных сигналов на один выход.

– Демультиплексор – операционный элемент, осуществляющий адресное подключение одного входного сигнала к одному из множества выходов.

– Компаратор – операционный элемент, производящий сравнение двух чисел x1и х2. Результат сравнения отображается единичным логическим уравнением.

– Сумматор – операционный элемент, выполняющий операцию сложения нескольких чисел.

В классификации интегральных схем эти устройства вполне логично отнесены к цифровым устройствам, потому как используются для преобразования информации.

Последовательностными логическими схемами называют схемы, состояние выходов которых зависит от последовательности смены состояний на их входах. Они могут запоминать переменные, выходные сигналы которых зависят не только от значения входных сигналов в данный момент времени, но и от последовательности значений входных сигналов в предшествующие моменты времени. Последовательностные схемы собираются из комбинационных путем введения в них обратных связей.

К последовательностным логическим схемам относятся:

– триггеры – последовательные элементы с двумя устойчивыми выходными состояниями;

– регистры– последовательный операционный элемент, предназначенный для хранения и (или) преобразования многоразрядных двоичных чисел. Регистр состоит из набора триггеров, число которых равно разрядности хранимых чисел;

– счетчики – последовательный операционный элемент, предназначенный для счета импульсов, поступающих на вход. Конструктивно счетчик состоит из цепочки триггеров, число которых определяет его разрядность.

Перечисленные устройства откосятся к времязадающим.

К последовательностным схемам относятся также и запоминающие устройства.

Основные параметры логических элементов: коэффициент объединения по входу, коэффициент разветвления по выходу, быстродействие, напряжения высокого и низкого уровней, пороговые напряжения высокого и низкого уровней, входные токи, помехоустойчивость, потребляемая мощность.

22.Схемы с открытым коллектором. С открытым эмиттером.