стор
V2 и открывается транзистор VI — на выходе
получим логиче-
скую
единицу.
Более
сложные логические КМДП-элементы, как
правило, состав-
ляются
на основе рассмотренной схемы НЕ. На
рис. 6 приведена элек-
трическая
схема элемента И-НЕ. Логическая единица
возникает на
выходе
элемента при подаче на любой вход
нулевого сигнала. Через
№Tvi
Х\п-
л2
о-*
оГлава 9. Импульсные и цифровые устройства
5
1
о/
оУ
J*"*! Л71
| ij у ч
Г^ п
|£„
ги '••
Рис. 6
соответствующий открытый транзистор (VI или V2) на выход схемы
поступает высокий потенциал, соответствующий логической единице.
В этом случае один из транзисторов, V3 или V4, будет закрыт. Анало-
гичный результат получим при подаче на оба входа логических нулей.
Низкий уровень, соответствующий логическому нулю, на выходе схе-
мы получим при подаче на оба входа элемента логических единиц. В
этом случае закрываются транзисторы VI и V2, а транзисторы V3 и
V4 открываются. Таблица истинности рассмотренной схемы приведе-
на на рис. 4.
Основное преимущество КМДП-логики — небольшая потребляе-
мая мощность. У МДП-транзистора имеется очень маленький, прак-
тически нулевой ток затвора и, следовательно, на управление полевым
транзистором расходуется незначительная мощность. В быстродейст-
вующих схемах с полевыми транзисторами наибольшая мощность за-
трачивается на заряд и разряд входной емкости полевого транзистора,
а не на создание постоянного управляющего тока затвора. Отметим,
что в схемах КМДП-элементов отсутствуют резисторы, на нагрев ко-
торых обычно расходуется значительная доля энергии. Наконец, при
уменьшении геометрических размеров полевых транзисторов легко
получить существенное увеличение быстродействия из-за уменьше-
ния площади затвора и уменьшении емкостей между затвором и исто-
ком, а также между затвором и стоком. По этим причинам КМДП-
логика
широко используется при создании
современных микропро-
цессоров
и других микросхем высокой степени
интеграции.
Эмиттерно-связанные
логические элементы выполняются на
осно-9.2. Базовые логические элементы
ве дифференциального усилителя с использованием высокочастотных
биполярных транзисторов. ЭСЛ-элементы используются при создании
сверхбыстродействующих специализированных микросхем, рабо-
тающих в СВЧ-диапазоне. Эти элементы не отличаются малым по-
треблением энергии и в настоящее время используются, как правило,
в больших ЭВМ. Особенность ЭСЛ-элементов — возникающие в них
логические уровни, как правило, существенно отличаются от напря-
жения питания и от нулевого напряжения
-о +
Рис. 7
Схема ЭСЛ-элемента, реализующего функцию ИЛИ, приведена на
рис. 7. Работа схемы основана на переключении эмиттерного тока, за-
даваемого резистором R,. Если на входы транзисторов VI и V2 пода-
ны логические нули и они закрыты, то весь ток эмиттера протекает
через открытый транзистор V3 и выходной потенциал низкий (¥= 0).
Значение этого потенциала можно регулировать, изменяя соотноше-
ние сопротивлений R^ и R2 в резистивном делителе.
Если на один из входов схемы подан высокий потенциал (логиче-
ская единица), то открывается один из транзисторов V I или V2. Ток
через резистор R3 увеличивается и увеличивается напряжение на
эмиттерах транзисторов. При этом закрывается транзистор V3. Весь
ток, протекающий по резистору Кэ, направляется через открытый
транзистор V I или V2. Потенциал на выходе увеличивается до значе-
ния логической единицы (7= 1). Аналогично, высокий потенциал на
выходе получим при подаче логической единицы на оба входа схемы.
Таблица истинности рассмотренного ЭСЛ-элемента приведена на
рис. 8. Если нагрузочный резистор включить в цепь коллекторов
транзисторов VI и V2, то получим логический элемент ИЛИ-НЕ
(стрелка
