Hi ha diferents tipus de famílies lògiques disponibles que s'utilitzen en el disseny de circuits lògics digitals; Lògica de transistors de resistències (RTL), lògica acoblada d'emissors (ECL), lògica de transistors de díodes (DTL), lògica de semiconductors d'òxid metàl·lic complementari (CMOS) i Lògica transistor-transistor (TTL) . D'aquestes famílies lògiques, la família lògica DTL s'utilitzava habitualment abans de les dècades de 1960 i 1970 per substituir famílies lògiques més avançades com ara CMOS i TTL. La lògica díode-transistor és una classe de circuits digitals que està dissenyat amb díodes i transistors. Així, la combinació de díodes i transistors permet fer funcions lògiques complexes amb components força petits. Aquest article ofereix una breu informació sobre Lògica de transistors DTL o díode i les seves aplicacions.
Què és la lògica del transistor de díode?
La lògica de transistors de díode és un circuit lògic que pertany a la família de la lògica digital que s'utilitza per crear circuits digitals. Aquest circuit es pot dissenyar amb díodes i transistors on s'utilitzen díodes al costat d'entrada i transistors al costat de sortida, per la qual cosa es coneix com a DTL. DTL és una classe específica de circuits que s'utilitza en l'electrònica digital actual per processar senyals elèctrics.
En aquest circuit lògic, els díodes són útils per realitzar funcions lògiques, mentre que els transistors s'utilitzen per realitzar les funcions d'amplificació. El DTL té molts avantatges en comparació amb resistència com la lògica del transistor; els valors més alts de ventilació i el marge de soroll alt, per tant, DTL es substitueix a la família RTL. El Característiques de la lògica del transistor de díodes incloure principalment; sense cultura digital, estratega digital, arquitecte digital, més àgil organitzatiu, centrat en el client, defensor de les dades, paisatgista digital del lloc de treball i optimitzador de processos empresarials.
Circuit lògic de transistor de díode
El circuit lògic del transistor de díode es mostra a continuació. Aquest és un circuit de porta NAND lògica de transistor de díode de dues entrades. Aquest circuit està dissenyat amb dos díodes i un transistor on dos díodes s'indiquen amb D1 i D2 i la resistència s'indica amb R1 que forma el costat d'entrada del circuit lògic. La configuració CE del transistor Q1 i la resistència R2 formen el costat de sortida. El condensador 'C1' d'aquest circuit s'utilitza per donar un corrent d'overdrive durant tot el temps de commutació i això disminueix el temps de commutació fins a un cert nivell.
Funcionament de la lògica del transistor del díode
Sempre que les dues entrades dels circuits A i B siguin BAIXES, els dos díodes D1 i D2 es polaritzaran cap endavant, de manera que aquests díodes conduiran dins de la direcció cap endavant. Així, el subministrament de corrent a causa del subministrament de tensió (+ VCC = 5 V) subministrarà al GND a través de la resistència R1 i els dos díodes. El subministrament de tensió es redueix a la resistència R1 i no serà suficient per encendre el transistor Q1, per tant, el transistor Q1 estarà en mode de tall. Per tant, l'o/p al terminal 'Y' serà el valor lògic 1 o ALTO.
Quan qualsevol de les entrades és BAIXA, el díode corresponent estarà polaritzat cap endavant, de manera que es produirà una operació similar. Com que qualsevol d'aquests díodes està polaritzat cap endavant, el corrent es subministrarà a terra a tot el díode polaritzat cap endavant, per tant, el transistor 'Q1' estarà en mode de tall, de manera que la sortida al terminal 'Y' serà alt o lògic 1.
Sempre que les dues entrades A i B siguin ALTES, els dos díodes tindran polarització inversa, de manera que els dos díodes no conduiran. Així, en aquesta condició, la tensió del subministrament + VCC serà suficient per conduir el transistor Q1 al mode de conducció.
Per tant, el transistor condueix a través dels terminals emissor i col·lector. Tota la tensió es redueix a la resistència 'R2' i la sortida al terminal 'Y' tindrà BAIX o / p i es considera baixa o lògica 0.
Taula de la Veritat
La taula de veritat DTL es mostra a continuació.
|
A |
B | I |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
El retard de propagació lògica del transistor del díode és bastant gran. Sempre que totes les entrades siguin altes lògiques, el transistor entrarà en saturació i acumulacions de càrrega dins de la regió base. Quan una entrada és baixa, s'ha d'eliminar aquesta càrrega, canviant el temps de propagació. Per accelerar la lògica del transistor del díode d'una manera, la tècnica és afegint un condensador a la resistència R3. Aquí, aquest condensador ajuda a apagar el transistor eliminant la càrrega acumulada al terminal base. El condensador d'aquest circuit també ajuda a encendre el transistor mitjançant la millora de la primera unitat de base.
Lògica de transistor de díode modificada
A continuació es mostra la porta DTL NAND modificada. Els valors grans dels components de resistències i condensadors són molt difícils de fabricar econòmicament en un IC. Així, el següent circuit de porta DTL NAND es pot modificar per a la implementació d'IC simplement eliminant el condensador C1, disminuint els valors de la resistència i utilitzant transistors i díodes sempre que sigui possible. Aquest circuit modificat simplement utilitza una única font positiva i aquest circuit inclou una etapa d'entrada amb díodes D1 i D2, una resistència R3 i una porta AND que es segueix a través d'un inversor transistoritzat.
Treball
El funcionament d'aquest circuit és que aquest circuit té dos terminals d'entrada A i B, i les tensions d'entrada com A i B poden ser ALTES o BAIXES.
Si ambdues entrades A i B són baixes o 0 lògic, aleshores tots dos díodes es polaritzaran cap endavant, de manera que el potencial a 'M' és la caiguda de tensió d'un díode que és de 0,7 V. Encara que per impulsar el transistor 'Q' en conducció , llavors necessitem 2,1 V per polaritzar els díodes D3, D4 i la unió BE del transistor 'Q', per tant, aquest transistor és el tall i proporciona sortida Y = 1
Y = Vcc = 1 lògic i per a A = B = 0, el Y = 1 o Alt.
Si qualsevol de les entrades A o B és baixa, llavors qualsevol de les entrades es pot connectar a GND amb qualsevol terminal connectat a + Vcc, el díode equivalent conduirà i el transistor VM ≅ 0,7 V i Q es tallarà. , i proporcioneu la sortida 'Y' = 1 o lògica alta.
Si A = 0 i B = 1 (o) si A = 1 i B = 0, la sortida Y = 1 o ALTA.
Si dues entrades com A i B són ALTES i totes dues A i B estan connectades simplement a + Vcc, els dos díodes D1 i D2 es basaran en invers i no condueixen. Els díodes D3 i D4 estan polaritzats cap endavant i el corrent al terminal base es subministra simplement al transistor Q a través de Rd, D3 i D4. El transistor es pot conduir a la saturació i la tensió o / p serà una tensió baixa.
Per a A = B = 1, la sortida Y = 0 o BAIX.
Les aplicacions de DTL modificat inclouen les següents.
És possible una sortida més gran a causa de les portes posteriors que tenen una alta impedància amb la condició lògica ALTA. Aquest circuit té una immunitat al soroll superior. L'ús de múltiples díodes en comptes de resistències i condensadors farà que aquest circuit sigui molt econòmic dins de la forma de circuit integrat.
Díode Transistor Porta NOR lògica
La porta NOR lògica del transistor de díode està dissenyada de manera similar a la porta NAND DTL amb una porta DRL OR amb un inversor de transistor. Els circuits DTL NOR es poden dissenyar de manera més elegant combinant simplement diversos inversors DTL mitjançant una sortida comuna. D'aquesta manera, es poden unir diversos inversors per deixar les entrades necessàries per a la porta NOR.
Aquest circuit es pot dissenyar amb els components del circuit inversor DTL a part del Font d'alimentació i dos 4,7 K resistències , 1N914 o 1N4148 díodes de silici. Connecteu el circuit segons el circuit que es mostra a continuació.
Treball
Un cop fetes les connexions, cal subministrar l'alimentació al circuit. Després d'això, apliqueu quatre combinacions d'entrada possibles a A i B des de la font d'alimentació amb un interruptor DIP. Ara, per a cada combinació d'entrada, cal anotar la condició lògica de la sortida 'Q' tal com es representa amb el LED & enregistreu aquesta sortida. Compareu els resultats amb l'operació de la porta NOR. Un cop hàgiu acabat les vostres observacions, apagueu la font d'alimentació.
|
A |
B |
I = (A+B)’ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Díode Transistor Lògica I Porta
La porta I lògica del transistor de díode es mostra a continuació. En aquest circuit, la lògica indica com; 1 i 0 es prenen com a lògica positiva de +5V i 0V corresponentment.
Sempre que qualsevol entrada d'A1, A2 (o) A3 estigui en un estat lògic baix, el díode connectat a aquesta entrada estarà en polarització directa després d'això, el transistor es tallarà i la sortida serà BAIX o lògic 0. De la mateixa manera, si les tres entrades es troben a l'1 lògic, cap dels díodes no condueix ni el transistor condueix molt. Després d'això, el transistor es satura i la sortida serà ALTA o lògica 1.
A continuació es mostra la taula de veritat de la lògica i la porta del transistor del díode.
|
A1 |
A2 | A3 |
I = 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 |
Comparació entre DTL, TTL i RTL
Les diferències entre DTL, TTL i RTL es discuteixen a continuació.
| DTL | TTL |
RTL |
| El terme DTL significa Díode-Transistor Logic. | El terme TTL significa Transistor-Transistor Logic. | El terme RTL significa Resistor-Transistor Logic. |
| A DTL, les portes lògiques estan dissenyades amb díodes i transistors d'unió PN. | En un TTL, les portes lògiques es dissenyen amb BJT.
|
A RTL, les portes lògiques es dissenyen amb la resistència i el transistor. |
| En DTL, els díodes s'utilitzen com a components i/p i els transistors com a components o/p. | En TTL, un transistor s'utilitza per amplificar mentre que un altre transistor s'utilitza per a la commutació. | La resistència a RTL s'utilitza com a component i/p i el transistor s'utilitza com a component o/p |
| La resposta DTL és millor en comparació amb RTL. | La resposta TTL és molt millor que DTL i RTL. | La resposta RTL és lenta. |
| La pèrdua de potència és baixa. | Té una pèrdua de potència molt baixa. | La pèrdua de potència és alta. |
| La seva construcció és complexa. | La seva construcció és molt senzilla. | La seva construcció és senzilla. |
| El fanout mínim de DTL és 8. | El fanout mínim TTL és 10. | RTL fanout mínim és 5. |
| La dissipació de potència per a cada porta normalment és de 8 a 12 mW. | La dissipació de potència per a cada porta normalment és de 12 a 22 mW. | La dissipació de potència per a cada porta normalment és de 12 mW. |
| La seva immunitat al soroll és bona. | La seva immunitat al soroll és molt bona. | La seva immunitat al soroll és mitjana. |
| El seu retard de propagació típic per a la porta és de 30 ns. | El seu retard de propagació típic per a la porta és de 12 a 6 ns. | El seu retard de propagació típic per a la porta és de 12 ns. |
| La seva freqüència de rellotge és de 12 a 30 MHz. | La seva freqüència de rellotge és de 15 a 60 MHz. | La seva freqüència de rellotge és de 8 MHz. |
| Té un nombre bastant elevat de funcions. | Té un nombre molt elevat de funcions. | Té un gran nombre de funcions. |
| La lògica DTL s'utilitza en circuits digitals i de commutació bàsics. | La lògica TTL s'utilitza en circuits digitals moderns i circuits integrats. | RTL s'utilitza en ordinadors antics. |
Avantatges
Els avantatges d'un circuit lògic de transistor de díode inclouen els següents.
- La velocitat de commutació de DTL és més ràpida en comparació amb RTL.
- L'ús de díodes dins dels circuits DTL els fa més barats perquè la fabricació de díodes en circuits integrats és més senzilla en comparació amb resistències i condensadors.
- La pèrdua de potència dins dels circuits DTL és molt baixa.
- Els circuits DTL tenen velocitats de commutació més ràpides.
- El DTL té un ventall més gran i un marge de soroll millorat.
El desavantatges dels circuits lògics de transistors de díodes incloure el següent.
- DTL té una velocitat de funcionament baixa en comparació amb TTL.
- Té un retard de propagació de la porta extremadament gran.
- Per a una entrada alta, la sortida de DTL entra en saturació.
- Genera calor durant tota l'operació.
Aplicacions
El Aplicacions de la lògica de transistors de díodes incloure el següent.
- La lògica díode-transistor s'utilitza per dissenyar i fabricar circuits digitals on portes lògiques Utilitzeu díodes a l'etapa d'entrada i BJT a l'etapa de sortida.
- DTL és un tipus específic de circuit que s'utilitza en l'electrònica digital actual per processar senyals elèctrics.
- DTL s'utilitza per fer circuits lògics simples.
Així, això és una visió general de la lògica dels transistors de díodes , circuit, funcionament, avantatges, inconvenients i aplicacions. Els circuits DTL són més complexos en comparació amb els circuits RTL, però aquesta lògica ha canviat RTL a causa de la seva capacitat superior de FAN OUT i un marge de soroll millorat, però el DTL té una velocitat lenta. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és RTL?
