Հոդվածում կքննարկվի TTL տրամաբանությունը, որը դեռ օգտագործվում է տեխնոլոգիայի որոշ ճյուղերում: Ընդհանուր առմամբ կան տրամաբանության մի քանի տեսակներ՝ տրանզիստոր-տրանզիստոր (TTL), դիոդ-տրանզիստոր (DTL), հիմնված MOS տրանզիստորների (CMOS), ինչպես նաև երկբևեռ տրանզիստորների և CMOS-ի վրա: Հենց առաջին միկրոսխեմաները, որոնք լայնորեն կիրառվեցին, TTL տեխնոլոգիաներով կառուցվածներն էին: Բայց տրամաբանության այլ տեսակներ, որոնք դեռ օգտագործվում են տեխնոլոգիայի մեջ, չեն կարող անտեսվել:
Դիոդ-տրանզիստորային տրամաբանություն
Օգտագործելով սովորական կիսահաղորդչային դիոդներ, դուք կարող եք ստանալ ամենապարզ տրամաբանական տարրը (գծապատկերը ներկայացված է ստորև): Այս տարրը տրամաբանության մեջ կոչվում է «2I»: Երբ զրոյական պոտենցիալը կիրառվում է ցանկացած մուտքի վրա (կամ երկուսն էլ միանգամից), ապա էլեկտրական հոսանք կսկսի հոսել ռեզիստորի միջով: Այս դեպքում տեղի է ունենում լարման զգալի անկում: Կարելի է եզրակացնել, որ տարրի ելքում պոտենցիալը հավասար կլինիմիավոր, եթե սա ճշգրիտ կիրառվում է միաժամանակ երկու մուտքերի վրա: Այսինքն՝ նման սխեմայի օգնությամբ իրականացվում է «2AND» տրամաբանական գործողությունը։.
Կիսահաղորդչային դիոդների թիվը որոշում է, թե քանի մուտք կունենա տարրը: Երկու կիսահաղորդիչներ օգտագործելիս իրականացվում է «2I» միացում, երեքը՝ «3I» և այլն: Ժամանակակից միկրոսխեմաներում արտադրվում է ութ դիոդով տարր («8I»): DTL տրամաբանության հսկայական թերությունը ծանրաբեռնվածության շատ փոքր մակարդակն է: Այդ պատճառով երկբևեռ տրանզիստորային ուժեղացուցիչը պետք է միացված լինի տրամաբանական տարրին:
Բայց շատ ավելի հարմար է տրամաբանություն իրականացնել տրանզիստորների վրա մի քանի լրացուցիչ թողարկիչներով: Նման TTL տրամաբանական սխեմաներում օգտագործվում է բազմահաղորդիչ տրանզիստոր, այլ ոչ թե զուգահեռ միացված կիսահաղորդչային դիոդներ: Այս տարրը սկզբունքորեն նման է «2I»-ին։ բայց ելքի դեպքում պոտենցիալի բարձր մակարդակ կարելի է ձեռք բերել միայն այն դեպքում, եթե երկու մուտքերը միաժամանակ ունենան նույն արժեքը: Այս դեպքում արտանետող հոսանք չկա, և անցումները արգելափակված են: Նկարը ցույց է տալիս տրանզիստորների օգտագործմամբ տիպիկ տրամաբանական միացում:
Ինվերտորային սխեմաներ տրամաբանական տարրերի վրա
Ուժեղացուցիչի օգնությամբ պարզվում է, որ բաղադրիչի ելքի վրա ազդանշանը շրջում է։ Օդանավի սերիական միկրոսխեմաներում նշված են «ԵՎ-ՉԻ» տիպի տարրերը: Օրինակ, K155LA3 սերիայի միկրոսխեման ունի իր դիզայնի տարրերը «2I-NOT» տիպի չորս կտորի չափով: Այս տարրի հիման վրա պատրաստվում է ինվերտորային սարք: Սա օգտագործում է մեկ կիսահաղորդչային դիոդ:
Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է միավորել«AND» տիպի մի քանի տրամաբանական տարրեր ըստ «OR» սխեմաների (կամ եթե անհրաժեշտ է իրականացնել «OR» տրամաբանական տարրերը), ապա տրանզիստորները պետք է զուգահեռաբար միացվեն գծապատկերում նշված կետերում: Այս դեպքում ելքի վրա ստացվում է միայն մեկ կասկադ։ «2OR-NOT» տիպի տրամաբանական տարրը ցուցադրված է այս լուսանկարում՝
Այս տարրերը հասանելի են միկրոսխեմաներով, որոնք նշվում են LR տառերով: Բայց «OR-NOT» տիպի TTL տրամաբանությունը նշվում է LE հապավումով, օրինակ՝ K153LE5: Այն ունի միանգամից չորս տրամաբանական տարր՝ «2OR-NOT»:
IC տրամաբանական մակարդակներ
Ժամանակակից տեխնոլոգիաներում օգտագործվում են TTL տրամաբանությամբ միկրոսխեմաներ, որոնք սնուցվում են 3 և 5 Վ-ով։ Բայց միայն մեկ և զրոյի տրամաբանական մակարդակը կախված չէ լարումից։ Հենց այս պատճառով է, որ միկրոսխեմաների լրացուցիչ համապատասխանեցման կարիք չկա: Ստորև բերված գրաֆիկը ցույց է տալիս տարրի ելքի թույլատրելի լարման մակարդակը։
Միկրոշրջանի մուտքում անորոշ վիճակում լարումը, համեմատած ելքի հետ, թույլատրելի է ավելի փոքր սահմաններում: Եվ այս գրաֆիկը ցույց է տալիս տրամաբանական միավորի մակարդակների սահմանները և զրո TTL տիպի միկրոսխեմաների համար:
Շոտկի դիոդի միացում
Բայց պարզ տրանզիստորային անջատիչները ունեն մեկ մեծ թերություն՝ նրանք ունեն հագեցվածության ռեժիմ բաց վիճակում աշխատելիս: Որպեսզի ավելցուկային կրիչները լուծվեն, իսկ կիսահաղորդիչը չհագեցվի, հիմքի և կոլեկտորի միջև միացված է կիսահաղորդչային դիոդ: Նկարը ցույց է տալիսՇոտկի դիոդը և տրանզիստորը միացնելու եղանակ:
Շոտկիի դիոդն ունի լարման շեմը մոտ 0,2-0,4 Վ, մինչդեռ սիլիցիումային p-n հանգույցն ունի առնվազն 0,7 Վ լարման շեմ: Եվ սա շատ ավելի քիչ է, քան փոքրամասնության տիպի կրիչների կյանքի ժամկետը: կիսահաղորդչային բյուրեղյա: Schottky դիոդը թույլ է տալիս պահպանել տրանզիստորը հանգույցը բացելու ցածր շեմի պատճառով: Այս պատճառով է, որ տրիոդը չի կարող անցնել ռեժիմ:
Որո՞նք են TTL միկրոսխեմաների ընտանիքները
Սովորաբար, այս տեսակի միկրոսխեմաները սնուցվում են 5 V աղբյուրներով: Կան ներքին տարրերի արտասահմանյան անալոգներ՝ SN74 շարքը: Բայց շարքից հետո գալիս է թվային թիվը, որը ցույց է տալիս տրամաբանական բաղադրիչների քանակը և տեսակը։ SN74S00 միկրոսխեման պարունակում է 2I-NOT տրամաբանական տարրեր: Կան միկրոսխեմաներ, որոնց ջերմաստիճանի միջակայքն ավելի ընդլայնված է՝ ներքին K133 և արտասահմանյան SN54:
ռուսական միկրոսխեմաներ, որոնք իրենց բաղադրությամբ նման են SN74-ին, արտադրվել են K134 անվանումով: Արտասահմանյան միկրոսխեմաները, որոնց էներգիայի սպառումը և արագությունը ցածր են, վերջում ունեն L տառը, իսկ վերջում S տառով արտասահմանյան միկրոսխեմաները ունեն ներքին նմանակներ, որոնցում 1 թիվը փոխարինվել է 5-ով: Օրինակ, հայտնի K555-ը: կամ K531. Այսօր արտադրվում են K1533 սերիայի միկրոսխեմաների մի քանի տեսակներ, որոնցում արագությունն ու էներգիայի սպառումը շատ ցածր են։
CMOS տրամաբանական դարպասներ
Միկրոշրջանները, որոնք ունեն լրացուցիչ տրանզիստորներ, հիմնված են p- և n-ալիքներով MOS տարրերի վրա: Մեկի օգնությամբպոտենցիալ, բացվում է p-channel տրանզիստոր: Երբ տրամաբանական «1» է ձևավորվում, վերին տրանզիստորը բացվում է, իսկ ստորինը՝ փակվում։ Այս դեպքում միկրոշրջանով հոսանք չի անցնում: Երբ «0» է ձևավորվում, ստորին տրանզիստորը բացվում է, իսկ վերինը՝ փակվում։ Այս դեպքում հոսանք է հոսում միկրոշրջանով: Ամենապարզ տրամաբանական տարրի օրինակ է ինվերտորը:
Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ CMOS IC-ները ստատիկ ռեժիմում հոսանք չեն քաշում: Ընթացիկ սպառումը սկսվում է միայն մի վիճակից մյուս տրամաբանական տարրի անցնելու ժամանակ: Նման տարրերի վրա TTL տրամաբանությունը բնութագրվում է ցածր էներգիայի սպառմամբ: Նկարը ցույց է տալիս «NAND» տիպի տարրի դիագրամ՝ կազմված CMOS տրանզիստորների վրա։
Ակտիվ բեռնվածքի միացում կառուցված է երկու տրանզիստորի վրա: Եթե անհրաժեշտ է ձևավորել բարձր պոտենցիալ, ապա այս կիսահաղորդիչները բացվում են, իսկ ցածրը փակվում է: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ տրանզիստոր-տրանզիստորային տրամաբանությունը (TTL) հիմնված է բանալիների աշխատանքի վրա: Վերին թևի կիսահաղորդիչները բացվում են, իսկ ներքևի մասում՝ փակվում: Այս դեպքում, ստատիկ ռեժիմում, միկրոսխեման չի սպառի հոսանք հոսանքի աղբյուրից:
