Серии логических элементов.

Логические элементы делятся на серии:

1. ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика). Ранее были еще серии ДТЛ (диодно-транзисторная логика). Элементы серий ТТЛ построены на биполярных транзисторах (БПТ).

2. КМОП (комплиментарный металл-оксид-полупроводник). Элементы серий КМОП построены на полевых транзисторах (ПТ).

В названии логического элемента присутствует:

а). Название серии.

б). Производитель.

в). Что этот элемент делает.

– полный перечень с одинаковыми логическими параметрами.

, - означает что он собой представляет. Например, означает, что внутри микросхемы находятся 6 элементов:

– dual in plastic. Керамический элемент, который "ножками" протыкает плату насквозь:

Серия означает, что собраны элементы с одинаковыми свойствами. Как инвертор они будут идентичными, но у них будет различное быстродействие, напряжение питания и так далее.

Примерный вид внутренней структуры элементов:

КМОП ("НЕ"):

ТТЛ ("НЕ"):

Важнейшие различия элементов ттл и кмоп:

1. У элементов ТТЛ отлично фиксирован уровень напряжения питания :

У КМОП широкий диапазон напряжения питания:

В случае КМОП ток не течет ни в случае открыт-закрыт, ни в случае закрыт-открыт. Можно повышать напряжение питания, ни один элемент не сгорит, повышение напряжения питания ни на что не влияет.

2. Выходные уровни элемента КМОП максимально приближены к потенциалам питания (у ОУ был схожий параметр, который назывался ).

3. Ток потребления ТТЛ:

Чем больше выходов элементов, на которых напряжение равно нулю, тем выше собственный ток потребления.

Эта зависимость вообще говоря выходит не из нуля, ток потребления есть и в режиме "1".

Ток потребления элемента КМОП , ток не течет ни в одном случае, ни в другом.

У элемента КМОП другая зависимость тока потребления:

частота, на которой работает элемент.

Если оба ключа замкнуты, то ток громадный, сожжет либо один из КМОП элементов, либо оба. Делают так, чтобы один элемент приоткрывался, другой призакрывался.

Чем чаще переключается элемент, тем больше будет ток потребления (это вызвано переключением емкостей, прохождением тока через выходную цепь)

То есть, сказать однозначно какие серии лучше: ТТЛ или КМОП однозначно нельзя. На низких частотах будут выигрывать элементы КМОП, а на высоких- неизвестно.

В отличие от ТТЛ, в КМОП уровень на выходе будет меньше определяться падением напряжения на транзисторе.

Для КМОП входной ток – ток затвора . Как неприятное следствие – очень велико входное сопротивление.

Кроме того, наблюдается сильная чувствительность элемента КМОП к статическому электричеству.

Также, КМОП элементы критичны к емкости нагрузки, и, как правило, в параметрах указывается максимальная емкость нагрузки.

Существует несколько вариантов описания работы логического элемента:

1. Заданы все возможные комбинации на входах элемента и соответствующее им состояние на выходе (на выходах):

Например, элемент «2И-НЕ»:

Это, так называемая, комбинаторная логика.

2. Формула.

Для элемента «2И-НЕ»:

3. Графики, отражающие все возможные комбинации.

Для элемента «2И-НЕ»:

«3ИЛИ»: