Цифровые микросхемы Виды цифровых микросхем.
В настоящее время используется несколько видов логических элементов:
диодно-транзисторная логика (ДТЛ)
транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ, TTL)
логика на основе комплементарных МОП транзисторов (КМОП, CMOS)
логика на основе сочетания комплементарных МОП и биполярных транзисторов (BiCMOS)
Первоначально получили распространение цифровые микросхемы, построенные на основе ТТЛ технологии. Поэтому до сих пор существует огромное количество микросхем, построенных по этой технологии или совместимые с этими микросхемами по напряжению питания, логическим уровням и цоколёвке.
Диодно-транзисторная логика (дтл)
Наиболее простой логический элемент получается при помощи диодов. Схема такого элемента приведена на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема логического элемента "2И", выполненного на диодах.
В этой схеме при подаче нулевого потенциала на любой из входов (или на оба сразу) через резистор будет протекать ток и на его сопротивлении возникнет падение напряжения. В результате на выходе схемы единичный потенциал будет только если подать единичный потенциал сразу на оба входа микросхемы. То есть схема реализует функцию "2И".
Количество входов элемента "И" зависит от количества диодов. Если использовать два диода, то получится элемент "2И", если три диода - то "3И", если четыре диода, то "4И", и так далее. В микросхемах выпускается максимальный элемент "8И".
Недостатком ДТЛ является низкая нагрузочная способность. Поэтому к схеме диодного логического элемента "И" обычно подключается двухтактный усилитель на биполярных транзисторах
Транзисторно-транзисторная логика (ттл)
Технологически логику удобней реализовать на транзисторе с несколькими дополнительными эмиттерами. В ТТЛ схемах вместо параллельного соединения диодов используется многоэмиттерный транзистор. Принцип работы этого элемента не отличается от работы диодного элемента "2И". Высокий потенциал на выходе многоэмиттерного транзистора получается только в том случае, когда на обоих входах элемента (эмиттерах транзистора) присутствует высокий потенциал и все эмиттерные переходы заперты (т.е. нет эмиттерного тока). Принципиальная схема типового элемента ТТЛ микросхемы приведена на рис. 2.
Рис. 2. Принципиальная схема типового элемента ТТЛ микросхемы.
Усилитель инвертирует сигнал на выходе схемы. По такой схеме выполнены базовые элементы микросхем серий 130, 131, 133, 134, 155. Элемент "И-НЕ" в этих сериях микросхем обычно имеет обозначение ЛА. Например, схема К155ЛА3 содержит в одном корпусе четыре элемента "2И-НЕ". На основе базового элемента строится и инвертор. В этом случае на входе используется только один диод
При необходимости объединения нескольких логических элементов "И" по схеме "ИЛИ" (или при реализации логических элементов "ИЛИ") транзисторы VT2 соединяются параллельно в точках "а" и "б", показанных на рис.2, а выходной каскад используется один. Принципиальная схема логического элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" приведена на рис.3.
Рис. 3. Принципиальная схема ТТЛ микросхемы "2И-2ИЛИ-НЕ".
Такие элементы содержатся в цифровых микросхемах с обозначением ЛР.
Схемы "ИЛИ-НЕ" в ТТЛ сериях микросхем обычно имеет обозначение ЛЕ. Например схема К1531ЛЕ5 содержит в одном корпусе четыре элемента "2ИЛИ-НЕ".