Реализация логических функций на базе эсл

Существует 3 способа реализации :

1. С помощью монтажной логики.

2. С помощью параллельного включения входов транзисторов.

3. С помощью коллекторного объединения в специальных схемах ЭСЛ.

С помощью монтажной логики - смотри предыдущую тему.

С помощью параллельного включения входов транзисторов:

Если на входах НУ, то оба транзистора закрыты и Y₁=ВУ.

Если хотя бы на одном из входов ВУ (пусть на Ux1 ), то соответствующий транзистор (VT₁) будет открыт и на выходе Y₁=НУ.

Расчет элемента эсл.

В качестве исходных данных заданы номиналы источников питания. Будем считать, что кроме номиналов задано E₀.

1. Выбор высоких и низких уровней напряжения

2. Выбор схем ЭСЛ.

а) Если и используется n-p-n транзистор, то это схема, которую рассматривали выше, если E₀>0 и используется n-p-n транзистор, то коллектор цепи подключается к положительному источнику напряжения. Второй источник питания может быть как больше 0, так и равным 0.

б) Если используется p-n-p транзистор:

Если E₀> 0, то нижний источник питания положительный, коллектор цепи подключается к внешнему выводу.

Если E₀ < 0 то верхний источник - отрицательный, нижний либо положителный, либо равен 0.

3. Выбор источников напряжений

U_{KЭ ДОП} должно быть меньше Е_{ВЕРХНЕГО ИСТОЧНИКА}-U_{& .}

Перед расчетом источника питания необходимо выбрать транзистор.

, для VT₁

, для VT₂

, для эмиттерных повторителей

4. Расчет R_Э.

R_Э расчитывается таким образом, чтобы ток через R_Э не превышал допустимых токов коллекторов VT₁ и VT₂.

- одновременно и для VT₂

Из этой формулы выражается R_Э.

5. Расчет R₁ и R₂.

Условия расчета:

1) Величины ВУ и НУ на выходе должны быть одинаковыми и должны соответствовать уровням входных сигналов. Входные и выходные сигналы должны быть согласованы по амплитуде.

2) R₁ и R₂ должны обеспечивать такие уровни напряжения на выходе, чтобы VT₁ и VT₂ работали в линейном режиме. Для схем без эмиттерных повторителей последнее условие тяжело выполнить. Поэтому разность между ВУ и НУ необходимо уменьшать .

;

;

6. Расчет нагрузочных сопротивлений.

Сопротивление нагрузки должно быть согласовано с волновым сопротивлением линии .R_нг выбирается из условия :

Для того, чтобы обеспечить нужный уровень напряжения на выходе, необходим такой источник питания, которого у нас нет. Он реализуется с помощью двух заданных источников питания.

По методу двух узлов получим Е_ЭКВ

Теперь необходимо провести проверочный расчет схемы - анализ определяет:

- Величины ВУ и НУ

- Нагрузочную способность

- Помехоустойчивость

- И т. д.

Элементы инжекционной логики (и 2л)

Принцип работы :

Пусть VT₁ - закрыт, тогда весь ток от инжектора (т.е. от источника тока) поступает в базу VT₂ и VT₂ открывается. Величина тока должна быть такой, чтобы обеспечивать насыщение VT₂. Если VT₁ открыт, то он должен находиться в насыщении. При этом U_К = 0,1В. Этого напряжения недостаточно для отпирания VT₂ и VT₂ закрыт. Весь ток от инжектора поступает в цепь коллектора VT₁. Эта схема является переключателем тока.

ИНЖЕКТОР:

Расчет схемы

а) Пусть VT₁ открыт и в насыщении. VT_И всегда работает в линейном режиме - это сделано технологически.

Так как VT_И - в линейном режиме, то

б) Пусть VT₁ закрыт.

При изготовлении интегральных схем инжектор изготавливается таким образом, что VT_И имеет повышенные межэлектродные напряжения (пример: U_БЭ=1В)

Разница между ВУ и НУ - 0,7В (как и в ЭСЛ).Схема имеет хорошее быстродействие.

Технические характеристики элементов И²Л.

По коэффициенту интегральной сложности занимает 2-е место (после МОП).

Элементы И²Л применяются только в БИС - микросхемах памяти, микропроцессорных наборах. По быстродействию занимают 2-е место после ЭСЛ.

Элементы И²Л могут питаться от напряжения U_П=3 15 B;

Резистор инжектора бывает иногда внешним для микросхем небольшой степени интеграции. При помощи этого можно сохранять высокое быстродействие даже при пониженном питании.

Элементы И²Л изготавливается так, чтобы первый инжектор мог питать несколько транзисторов. В этом случае VT_И выполняется многоколлекторным.

; n - количество коллекторов;