2.1. Діодні і діодно-транзисторні логічні елементи.

2.1.1. Загальні відомості.

У цифровій схемотехніці в основному використовують потенціальну систему елементів, вона має такі особливості:

- на входах і виходах логічних елементів (ЛЕ) діють тільки потенціальні сигнали;

- з виходу одного елемента на вхід іншого передаються як перехідні, так і встановлені значення сигналів;

- на шляху потенційного сигналу не дозволяється вмикати конденсатори, обмотки трансформаторів. Такий електричний зв’язок називається гальванічним або безпосереднім;

- відсутність конденсаторів і трансформаторів у колах зв’язку сприяє спрощенню технології виготовлення мікросхем;

- реалізується обмежений набір булевих функцій: НЕ, ЧИ, І, НЕ-ЧИ, НЕ-І, НЕ-І-ЧИ, “Виключальне ЧИ”, що полегшує застосування автоматизованих методів проектування.

Потенціальні елементи розрізняють за схемотехнічною ознакою – способом з’єднання транзисторів, діодів, резисторів між собою в межах однієї схеми типового базового елемента. Вважають, що сукупність елементів із загальною ознакою побудови утворюють вид схемної логіки або просто логіку.

Розрізняють такі види логіки потенціальних елементів:

- діодну логіку (ДЛ), діодно – транзисторну логіку (ДТЛ);

- транзисторну логіку (ТЛ), у якій виділяють схеми з безпосередніми зв’язками (ТЛБЗ), з резисторними зв’язками (ТЛРЗ) і резисторно – конденсаторними зв’язками (ТЛРКЗ);

- інтегральну інжекційну логіку (ІІЛ або Л);

- транзисторно – транзисторну логіку (ТТЛ) та її модифікації з діодами Шотки (ТТЛШ);

- емітерно – зв’язкову логіку (ЕЗЛ);

- МОН – транзисторну логіку (p-МОН, n-МОН, КМОН);

- логіку на основі арсеніду галію (AsGA).

Діодні і транзисторні логічні елементи є найпростішими схемами, які реалізують булеві функції ЧИ, І, І-ЧИ, ЧИ-І. Діодні елементи не посилюють вхідні сигнали і не можуть виконувати операцію НЕ. Діодно-транзисторні елементи здатні посилювати вхідні сигнали та виконувати логічні операції без обмежень.

При розгляді роботи ЛЕ припускають (якщо не оговорено окремо) позитивне кодування: високий рівень напруги UН відображає лог. 1, а низький рівень UН - лог. 0.

2.1.2. Діодні логічні елементи. Діодний елемент чи.

Схема логічного елемента ЧИ на два входи, таблиця істинності, часові діаграми та умовні позначення елемента показані на Мал.2.1. З таблиці істинності одержують вираз для вихідної функції F = X1  X2 (диз’юнкція) .Високий рівень напруги F (лог.1) на виході діодного елемента ЧИ встановлюється при подачі на один або обидва входи Х1, Х2 високих рівнів напруги (лог.1), при яких відкриваються відповідні діоди VD1 чи VD2, або обидва разом. Через резистор навантаження RH під дією вхідних сигналів протікає електричний струм І і на резисторі RH з’являється напруга UОН = І RH (лог.1). Поява вихідного сигналу F при різних варіантах надходження вхідних сигналів Х1, Х2 показана на часовій діаграмі. При надходженні на вхід сигналів величиною 0,4В і менше (лог. 0) діоди VD1 та VD2 закриті і вихідний сигнал F дорівнює 0. Сполучення вхідних Х1, Х2 та вихідного F сигналів відображено на часовій діаграмі. Враховуючи те, що на виході елемента завжди є паразитна ємність, форма вхідного сигналу F відрізняється від форми вхідних сигналів за видом та часом.