K dispozícii sú rôzne typy logických rodín, ktoré sa používajú pri navrhovaní digitálnych logických obvodov; Rezistorová tranzistorová logika (RTL), emitorovo viazaná logika (ECL), diódová tranzistorová logika (DTL), komplementárna metaloxidová polovodičová logika (CMOS) a Tranzistorovo-tranzistorová logika (TTL) . Z týchto logických rodín sa rodina logiky DTL bežne používala pred 60. a 70. rokmi 20. storočia, aby nahradila pokročilejšie logické rodiny, ako napr. CMOS a TTL. Diódovo-tranzistorová logika je trieda digitálnych obvodov ktorý je navrhnutý s diódami a tranzistormi. Takže kombinácia diód a tranzistorov umožňuje vytvárať zložité logické funkcie s pomerne malými komponentmi. Tento článok poskytuje stručné informácie o DTL alebo diódová tranzistorová logika a jeho aplikácií.
Čo je to logika diódového tranzistora?
Diódová tranzistorová logika je logický obvod, ktorý patrí do rodiny digitálnych logík, ktorá sa používa na vytváranie digitálnych obvodov. Tento obvod môže byť navrhnutý s diódy a tranzistory, kde sa diódy používajú na vstupnej strane a tranzistory sa používajú na výstupnej strane, preto je známy ako DTL. DTL je špecifická trieda obvodov, ktorá sa používa v súčasnej digitálnej elektronike na spracovanie elektrických signálov.
V tomto logickom obvode sú diódy užitočné pri vykonávaní logických funkcií, zatiaľ čo tranzistory sa používajú na vykonávanie zosilňovacích funkcií. DTL má v porovnaní s odpor ako tranzistorová logika; čím vyššie hodnoty ventilátora a vysoké rozpätie šumu, DTL je nahradené RTL rodinou. The charakteristiky diódovej tranzistorovej logiky hlavne zahŕňajú; digitálna kultúra, digitálny stratég, digitálny architekt, organizačne agilný, zákaznícky centrista, obhajca údajov, projektant digitálnych pracovísk a optimalizátor obchodných procesov.
Diódový tranzistorový logický obvod
Logický obvod diódového tranzistora je znázornený nižšie. Ide o dvojvstupový diódový tranzistorový logický obvod hradla NAND. Tento obvod je navrhnutý s dvoma diódami a tranzistorom, kde dve diódy sú označené D1 a D2 a odpor je označený R1, ktorý tvorí vstupnú stranu logického obvodu. Konfigurácia tranzistora Q1 CE a rezistor R2 tvoria výstupnú stranu. Kondenzátor „C1“ v tomto obvode sa používa na poskytnutie prúdu prebudenia počas spínacieho času, čo skracuje čas spínania na určitú úroveň.
Funkčná logika diódového tranzistora
Kedykoľvek sú oba vstupy obvodov A a B NÍZKE, potom obe diódy D1 a D2 budú predpäté dopredu, takže tieto diódy budú viesť v priepustnom smere. Napájanie prúdu z dôvodu napájacieho napätia (+VCC = 5V) bude teda napájať GND cez odpor R1 a dve diódy. Napätie sa zníži v rámci odporu R1 a nebude stačiť zapnúť tranzistor Q1, takže tranzistor Q1 bude v režime vypnutia. Takže o/p na termináli „Y“ bude logická 1 alebo VYSOKÁ.
Keď je niektorý zo vstupov NÍZKY, potom bude zodpovedajúca dióda predpätá, takže dôjde k podobnej operácii. Keďže ktorákoľvek z týchto diód je predpätá dopredu, prúd bude privádzaný do zeme cez celú dopredu predpätú diódu, takže tranzistor „Q1“ bude v režime vypnutia, takže výstup na svorke „Y“ bude vysoká alebo logická 1.
Kedykoľvek sú oba vstupy A a B VYSOKÉ, obe diódy budú spätne predpäté, takže obe diódy nebudú viesť. Takže v tomto stave bude napätie z napájacieho zdroja +VCC dostatočné na to, aby sa tranzistor Q1 dostal do vodivého režimu.
Preto tranzistor vedie cez terminály emitora a kolektora. Celé napätie sa zníži v rámci odporu „R2“ a výstup na svorke „Y“ bude mať NÍZKY o/p a považuje sa za nízky alebo logickú 0.
Tabuľka pravdy
Tabuľka pravdy DTL je uvedená nižšie.
|
A |
B | A |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Oneskorenie šírenia logiky diódového tranzistora je pomerne veľké. Kedykoľvek sú všetky vstupy logické, tranzistor prejde do saturácie a nahromadí sa náboj v základnej oblasti. Kedykoľvek je jeden vstup nízky, potom by sa mal tento náboj odstrániť, čím sa zmení doba šírenia. Na urýchlenie logiky diódového tranzistora jedným spôsobom je pridanie kondenzátora cez odpor R3. Tu tento kondenzátor pomáha pri vypínaní tranzistora elimináciou nahromadeného náboja na základnom termináli. Kondenzátor v tomto obvode tiež pomáha pri zapínaní tranzistora prostredníctvom vylepšenia prvej základnej jednotky.
Modifikovaná logika diódového tranzistora
Upravená brána DTL NAND je zobrazená nižšie. Veľké hodnoty komponentov odporov a kondenzátorov je veľmi ťažké ekonomicky vyrobiť na IC. Takže nasledujúci obvod brány DTL NAND možno upraviť na implementáciu integrovaného obvodu jednoduchým odstránením kondenzátora C1, znížením hodnôt odporu a použitím tranzistory & diódy všade tam, kde je to možné. Tento upravený obvod jednoducho používa jeden kladný zdroj a tento obvod obsahuje vstupný stupeň s diódami D1 a D2, odpor R3 a hradlo AND, ktoré je nasledované cez tranzistorový menič.
Pracovné
Fungovanie tohto obvodu je, že tento obvod má dve vstupné svorky A a B a vstupné napätia ako A a B môžu byť buď VYSOKÉ alebo NÍZKE.
Ak sú oba vstupy A a B nízke alebo logická 0, potom budú obe diódy predpäté dopredu, takže potenciál na „M“ je pokles napätia jednej diódy, ktorý je 0,7 V. Hoci na privedenie tranzistora „Q“ do vedenia , potom potrebujeme 2,1 V na predpätie diód D3, D4 a BE prechodu 'Q' tranzistora, takže tento tranzistor je cutoff a poskytuje výstup Y = 1
Y = Vcc = logická 1 a pre A = B = 0, Y = 1 alebo vysoká.
Ak je ktorýkoľvek zo vstupov buď A alebo B nízky, potom ktorýkoľvek zo vstupov môže byť pripojený ku GND s akýmkoľvek terminálom pripojeným k +Vcc, ekvivalentná dióda bude viesť a VM ≅ 0,7 V & Q tranzistor bude odrezaný a poskytujú výstup 'Y' = 1 alebo logickú vysokú.
Ak A = 0 & B = 1 (alebo) ak A = 1 & B = 0, potom výstup Y = 1 alebo VYSOKÝ.
Ak sú dva vstupy ako A a B VYSOKÉ a oba A a B sú jednoducho pripojené k + Vcc, potom diódy D1 a D2 budú založené na reverznej báze a nevedú. Diódy D3 a D4 sú predpäté dopredu a prúd na základnej svorke sa privádza jednoducho do tranzistora Q cez Rd, D3 a D4. Tranzistor môže byť nasýtený a o/p napätie bude nízke.
Pre A = B = 1 je výstup Y = 0 alebo LOW.
Aplikácie modifikovaného DTL zahŕňajú nasledujúce.
Väčší výstup ventilátora je možný vďaka následným hradlám s vysokou impedanciou s logickým stavom HIGH. Tento obvod má vynikajúcu odolnosť proti šumu. Použitie viacerých diód namiesto rezistorov a kondenzátorov spôsobí, že tento obvod bude v rámci integrovaného obvodu veľmi ekonomický.
Diódová tranzistorová logická brána NOR
Diódové tranzistorové logické hradlo NOR je navrhnuté podobne ako hradlo DTL NAND s hradlom DRL OR s tranzistorovým meničom. Obvody DTL NOR môžu byť navrhnuté elegantnejšie jednoduchou kombináciou rôznych invertorov DTL cez spoločný výstup. Týmto spôsobom je možné zjednotiť niekoľko invertorov, aby prenechali potrebné vstupy pre bránu NOR.
Tento obvod môže byť navrhnutý s komponentmi obvodu DTL invertora okrem Zdroj a dve 4,7 K odpory , 1N914 alebo 1N4148 kremíkové diódy. Pripojte obvod podľa nižšie uvedeného obvodu.
Pracovné
Po vykonaní pripojení je potrebné zabezpečiť napájanie obvodu. Potom použite štyri možné kombinácie vstupov na A a B z napájacieho zdroja pomocou prepínača dip. Teraz pre každú kombináciu vstupov je potrebné zaznamenať logickú podmienku výstupu „Q“, ako je znázornené pomocou LED & zaznamenajte tento výstup. Porovnajte výsledky s operáciou brány NOR. Po dokončení pozorovania vypnite napájanie.
|
A |
B |
Y = (A+B)“ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Diódová tranzistorová logika A brána
Logické AND hradlo diódového tranzistora je zobrazené nižšie. V tomto obvode sú logické stavy ako; 1 a 0 sa berú ako +5V kladná logika a zodpovedajúcim spôsobom 0V.
Kedykoľvek je akýkoľvek vstup z A1, A2 (alebo) A3 v nízkom logickom stave, potom dióda, ktorá je pripojená k tomuto vstupu, bude v predpätí, tranzistor sa vypne a výstup bude LOW alebo logická 0 Podobne, ak sú všetky tri vstupy na logickej 1, potom žiadna z diód nevedie a tranzistor silne nevedie. Potom sa tranzistor nasýti a výstup bude HIGH alebo logická 1.
Pravdivá tabuľka logiky diódového tranzistora a hradla je uvedená nižšie.
|
A1 |
A2 | A3 |
Y = A.B |
|
0 |
0 | 0 | 0 |
|
0 |
0 | 1 | 0 |
|
0 |
1 | 0 |
0 |
| 0 | 1 | 1 |
0 |
|
1 |
0 | 0 | 0 |
|
1 |
0 | 1 |
0 |
| 1 | 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 | 1 |
1 |
Porovnanie medzi DTL, TTL a RTL
Rozdiely medzi DTL, TTL a RTL sú uvedené nižšie.
| DTL | TTL |
RTL |
| Termín DTL znamená Diode-Transistor Logic. | Termín TTL je skratka pre tranzistorovo-tranzistorovú logiku. | Termín RTL znamená Resistor-Transistor Logic. |
| V DTL sú logické hradla navrhnuté s PN prechodovými diódami a tranzistormi. | V TTL sú logické brány navrhnuté s BJT.
|
V RTL sú logické brány navrhnuté s odporom a tranzistorom. |
| V DTL sa diódy používajú ako komponenty i/p a tranzistory sa používajú ako komponenty o/p. | V TTL sa jeden tranzistor používa na zosilnenie, zatiaľ čo iný tranzistor sa používa na účely spínania. | Rezistor v RTL sa používa ako komponent i/p a tranzistor sa používa ako komponent o/p |
| DTL odozva je lepšia v porovnaní s RTL. | TTL odozva je oveľa lepšia ako DTL a RTL. | RTL odozva je pomalá. |
| Strata energie je nízka. | Má veľmi nízku stratu energie. | Strata energie je vysoká. |
| Jeho konštrukcia je zložitá. | Jeho konštrukcia je veľmi jednoduchá. | Jeho konštrukcia je jednoduchá. |
| Minimálny fanout DTL je 8. | Minimálny fanout TTL je 10. | RTL minimálny fanout je 5. |
| Stratový výkon pre každú bránu je zvyčajne 8 až 12 mW. | Stratový výkon pre každú bránu je zvyčajne 12 až 22 mW. | Stratový výkon pre každú bránu je zvyčajne 12 mW. |
| Jeho odolnosť proti hluku je dobrá. | Jeho odolnosť proti hluku je veľmi dobrá. | Jeho odolnosť proti hluku je stredná. |
| Jeho typické oneskorenie šírenia pre bránu je 30 ns. | Jeho typické oneskorenie šírenia pre bránu je 12 až 6 ns. | Jeho typické oneskorenie šírenia pre bránu je 12 ns. |
| Jeho frekvencia je 12 až 30 MHz. | Jeho frekvencia je 15 až 60 MHz. | Jeho frekvencia je 8 MHz. |
| Má pomerne vysoký počet funkcií. | Má veľmi vysoký počet funkcií. | Má vysoký počet funkcií. |
| DTL logika sa používa v základných spínacích a digitálnych obvodoch. | Logika TTL sa používa v moderných digitálnych obvodoch a integrovaných obvodoch. | RTL sa používa v starých počítačoch. |
Výhody
Medzi výhody diódového tranzistorového logického obvodu patria nasledujúce.
- Rýchlosť prepínania DTL je vyššia v porovnaní s RTL.
- Použitie diód v obvodoch DTL ich robí lacnejšími, pretože výroba diód na integrovaných obvodoch je jednoduchšia v porovnaní s odpormi a kondenzátormi.
- Strata výkonu v obvodoch DTL je veľmi nízka.
- DTL obvody majú vyššie rýchlosti spínania.
- DTL má väčší ventilátor a vylepšenú hranicu šumu.
The nevýhody diódových tranzistorových logických obvodov zahŕňajú nasledujúce.
- DTL má v porovnaní s TTL nízku prevádzkovú rýchlosť.
- Má extrémne veľké oneskorenie šírenia brány.
- Pre vysoký vstup prechádza výstup DTL do saturácie.
- Počas prevádzky vytvára teplo.
Aplikácie
The aplikácie diódovej tranzistorovej logiky zahŕňajú nasledujúce.
- Diódovo-tranzistorová logika sa používa na navrhovanie a výrobu digitálnych obvodov logické brány použite diódy vo vstupnej fáze a BJT vo výstupnej fáze.
- DTL je špecifický typ obvodu, ktorý sa používa v súčasnej digitálnej elektronike na spracovanie elektrických signálov.
- DTL sa používa na vytváranie jednoduchých logických obvodov.
Teda toto je prehľad logiky diódového tranzistora obvod, fungovanie, výhody, nevýhody a aplikácie. Obvody DTL sú zložitejšie v porovnaní s obvodmi RTL, ale táto logika zmenila RTL kvôli svojej vynikajúcej schopnosti FAN OUT a vylepšenému rozpätiu šumu, ale DTL má pomalú rýchlosť. Tu je otázka pre vás, čo je RTL?
