Транзисторні логічні елементи
Транзисторні ЛЕ здобули найбільшого поширення, оскільки мають кілька схемних рішень реалізації логічних функцій.
Рис. 1.9. Діодні логічні елементи
Реалізація основних логічних операцій з використанням транзисторів наведена на рис. 1.10. Операція «АБО» (рис. 1.10, а) реалізується, якщо
відкрито один із транзисторів
VT1
або
VT 2 , тобто
y x1 x2 ; операція «І»
(рис. 1.10, б) реалізується, якщо відкриті транзистори
VT1
й VT 2 , тобто
y x1 x2 . Операція інверсії реалізується за допомогою звичайного ключа з навантаженням у ланцюзі колектора (рис. 1.10, в). За відсутності сигналу на
вході x 0
транзистор VT закритий, і на виході буде високий потенціал (1).
За наявності сигналу на вході x 1
транзистор відкривається, потенціал на
виході дорівнює потенціалу «загальної крапки» (тобто «0»).
Використовуючи діод-транзисторні ЛЕ, можна реалізувати логічну функцію у функціонально повному базисі «І – НІ» (рис. 1.10, г), а застосовуючи резисторно-транзисторні ЛЕ, – у функціонально повному базисі «АБО – НІ» (рис. 1.10, д).
Транзисторно-транзисторні логічні елементи (ТТЛ) з'явилися внаслідок їх подальшого розвитку завдяки заміні діодів багатоеміттерним транзистором. Основна відмінність багатоеміттерного транзистора від звичайного полягає в тому, що він має кілька еміттерів, розташованих таким чином, що пряма взаємодія між ними виключена.
ТТЛ дозволяють реалізувати логічні функції у функціонально повному
базисі «І – НІ» (рис. 1.10, е). Якщо на входи
x1 й
x2 подано високий потенціал
x 0, то проходить струм
I1 , який відкриває транзистори
VT 2
йVT 4 , і на
виході буде низький потенціал y 0. Якщо навіть на один із входів
x1 або x2
подано низький потенціал (тобто заземлено один із входів), то в цьому випадку
стане проходити струм
I2 , транзистори VT 2
й VT 4
будуть закриті, і на виході
16
17
г) д)
Рис. 1.10. Транзисторні логічні елементи
ТТЛ елементи застосовуються винятково в інтегральних схемах, що мають високу щільність упаковки електрично з'єднаних елементів і кристалів, коли вартість транзисторів не є великою, а простота проектованого пристрою – не головна вимога. Елемент, наведений на рис. 1.10, е, є базовим або типовим для ТТЛ і випускається серійно з різною кількістю входів – від двох до восьми.
Комбінаційні пристрої
Комбінаційні пристрої повністю описуються логічними функціями. У деяких випадках при реалізації пристроїв керування об'єктами їх виявляється цілком достатньо. Але це тільки ті випадки, коли функції керування залежать тільки від станів або комбінацій вхідних сигналів.
В обчислювальній і мікропроцесорній техніці до пристроїв комбінаційного типу належать дешифратори, мультиплексори, суматори, тригери й деякі інші. Побудову таких пристроїв буде розглянуто нижче.