Глава 9. Импульсные и цифровые устройства Рассмотрим работу схемы ттл-элемента при подаче различных

логических сигналов. При этом для простоты уровню логической еди-

нице будем приписывать напряжение, равное напряжению питания, а

уровню логического нуля — нулевое напряжение.

Случай 1 -- на оба входа элемента И-НЕ подаются логические

единицы: Ux\ = Uxi~ Е„. Из анализа схемы следует, что оба эмиттер-

ных перехода многоэмиттерного транзистора будут закрыты. Наобо-

рот, коллекторный переход транзистора V I будет открыт. В этом слу-

чае транзистор V I работает в необычном, инверсном режиме.

Возникающий базовый ток протекает через прямо смещенный коллек-

торный переход и открывает транзистор V2. Сопротивление между

коллектором и эмиттером этого транзистора становится малым (ключ

замкнут). В транзисторе протекают большие токи эмиттера и коллек-

тора. Сопротивления резисторов RK и R3 подобраны так, что транзи-

стор V4 открывается, а транзистор V3 — закрывается. На выходе эле-

мента получаем логический нуль. Диод D предназначен для

повышения потенциала эмиттера транзистора V3 и, следовательно,

для надежного удержания этого транзистора в закрытом состоянии.

Случай 2 — на оба входа ТТЛ-элемента подаются логические ну-

ли: С/л = C/Y2= 0- В этом случае открываются эмиттерные переходы

многоэмиттерного транзистора. Сопротивление между коллектором и

эмиттерами открытого многоэмиттерного транзистора становится ма-

лым (ключ замкнут). Следовательно, становится малым напряжение

на базовом выводе транзистора V2 и этот транзистор закрывается. При

этом открывается транзистор V3 и закрывается транзистор V4. На вы-

ходе элемента получим логическую единицу. Дополнительный рези-

стор Кд предназначен для ограничения выходного тока логического

элемента.

Третий случай, когда нулевое напряжение подается на один из

входов элемента, будет соответствовать рассмотренному выше второ-

му случаю. Действительно, при подаче нулевого напряжения на один

вход элемента многоэмиттерный транзистор будет открываться так

же, как при подаче нулевых напряжений на оба входа схемы. На вы-

ходе базового элемента и в этом, третьем, случае будет формировать-

ся логическая единица.

Таблица истинности логического элемента И-НЕ приведена на

рис. 4. Известно, что, комбинируя соединения таких схем, можно по-

строить любую по сложности логическую функцию. Из анализа таб-

9.2. Базовые логические элементы

лицы истинности схемы следует, что ее можно получить при последо-

вательном соединении элементов И и НЕ.

£

1

0

Х2

1

1

1

0

о

0

Y

0

1

1

1

Рис. 4

КМДП-логика выполняется с использованием комплементарных

полевых транзисторов с изолированными затворами и с индуцирован-

ными каналами. Операция отрицания (функция НЕ) реализуется с по-

мощью двух электронных ключей, каждый из которых является на-

грузкой другого (рис. 5). Причем для правильной работы схемы

транзисторы должны иметь разный тип проводимости канала. При

указанном положительном напряжении питания полевой транзистор

VI должен иметь р-канал, а полевой транзистор V2 — и-канал. Тран-

зистор V I открывается при подаче нулевого напряжения на затвор, так

как в этом случае относительно истока на затворе возникает отрица-

V2

о

Рис. 5

тельное напряжение и в приповерхностный слой под затвором из

и-подложки подтягиваются дырки, создающие проводящий канал.

Транзистор V2 открывается при подаче на затвор положительного на-

пряжения. В этом случае в приповерхностный слой под затвором

транзистора подтягиваются электроны проводимости.

При подаче на вход схемы логической единицы (большого поло-

жительного напряжения) транзистор VI закрывается, а транзистор V2

открывается. При этом на выходе элемента получим логический нуль.

Если на вход схемы подается логический нуль, то закрывается транзи-