3. Кмоп — Комплементарная структура металл-оксид-полупроводник

(В зарубежной литературе — CMOS)

• Что это: Логика, построенная не на биполярных, а на полевых (МОП) транзисторах разного типа проводимости (p-канальных и n-канальных), которые работают парами.

• Особенности: Абсолютный лидер в современной электронике. Главная фишка КМОП — экстремально низкое энергопотребление в статическом режиме. Ток расходуется только в сам момент переключения (из 0 в 1). Именно благодаря КМОП ваши смартфоны и ноутбуки могут долго работать от аккумулятора. На этой технологии строятся все современные процессоры, видеокарты и память.

4. ЭСЛ — Эмиттерно-связанная логика

(В зарубежной литературе — ECL)

• Что это: Специфическая технология на биполярных транзисторах, ключевая особенность которой в том, что транзисторы внутри работают в неколичественном (ненасыщенном) режиме. Они никогда полностью не закрываются и не открываются до упора.

• Особенности: Самая высокоскоростная (быстродействующая) логика среди биполярных. Из-за отсутствия времени на рассасывание зарядов в транзисторах, ЭСЛ-схемы переключаются мгновенно.

• Минусы: Обратная сторона скорости — «зверское» энергопотребление и сильный нагрев. Микросхемы ЭСЛ потребляют колоссально много энергии, независимо от того, переключаются они или простаивают. Раньше ЭСЛ применялась в суперкомпьютерах и военной технике, где скорость была важнее энергоэффективности.

КМОП — наиболее распространённая (малое потребление, широкий диапазон напряжений питания).

условные обозначения элементов И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ

9.5 Триггеры Триггер — элемент памяти, имеющий два устойчивых состояния.

Основные типы:

• RS-триггер;

• JK-триггер;

• D-триггер;

• T-триггер.

По способу записи: асинхронные и синхронные (по фронту или по уровню).

RS-триггер на логических элементах

D-триггер и JK-триггер

9.6 Последовательностные устройства

• Счётчики (суммирующие, вычитающие, реверсивные, с произвольным коэффициентом счёта);

• Регистры (сдвига, хранения, параллельные, последовательные).

простейший двоичный счётчик

регистр сдвига

9.7 Комбинационные устройства

• Сумматоры (полусумматор, полный сумматор);

• Шифраторы и дешифраторы;

• Мультиплексоры и демультиплексоры;

• Программируемые логические матрицы (ПЛМ);

• Компараторы кодов.

полный сумматор

дешифратор 2-в-4

Мультиплексор (MUX) и демультиплексор (DMX) — это цифровые устройства (комбинационные микросхемы), которые работают как управляемые переключатели сигналов.

Если говорить очень просто, это электронные коммутаторы, которые позволяют передавать данные от нескольких источников по одной-единственной линии связи или, наоборот, распределять сигнал из одного провода по разным адресатам.

1. Мультиплексор (mux) — Много в один

Мультиплексор выбирает один из нескольких входных сигналов и перенаправляет его на один единственный выход. Его называют «селектором данных».

• Как это работает: У него есть информационные входы (например, 4, 8 или 16 штук), адресные (управляющие) входы и всего один выход. Код, который подается на адресные входы, определяет, какой именно из информационных входов будет подключен к выходу в данный момент.

• Аналогия: Железнодорожная стрелка, где много путей сходятся в один, а диспетчер (адресный вход) решает, какой поезд сейчас проедет на главный путь.

• Обозначение по ГОСТ: Внутри прямоугольника микросхемы пишется буквами MS или MUX.