28)Диодно-транзисторная логика

Диодно-транзисторная логика (ДТЛ) — технология построения цифровых схем на основе биполярных транзисторов, диодов и резисторов. Своё название технология получила благодаря реализации логических функций (например, И) с помощью диодных цепей, а усиления сигнала — с помощью транзистора

Принцип работы:

Показанная на рисунке схема представляет собой типичный элемент 2И-НЕ:

Если хотя бы на одном из входов уровень логического нуля то ток R1 течет через диод во входную цепь. На анодах напряжение 0,7В, которого недостаточно для открывания транзистора, для того чтобы его ввести в режим насыщения. На выходе формируется уровень логической единицы. Если на все входы поступает уровень логической единицы, ток R2 течет через R1 в базу транзистора, образуя на анодах падение напряжения 1,4В. Поскольку напряжение уровня логической единицы больше этой величины входы диодов обратносмещены и не учавствуют в работе схемы. Транзистор открыт в режиме насыщения, ток нагрузки втекает в транзистор значительно больший по величине тока нагрузки при уровне логической единицы.

Преимущества и недостатки:

Основное преимущество ДТЛ над более ранней технологией РТЛ — возможность создания большого числа входов. Задержка прохождения сигнала по-прежнему достаточно высока, из-за медленного процесса утечки заряда с базы в режиме насыщения (когда все входы имеют высокий уровень) при подаче на один из входов низкого уровня. Эту задержку можно уменьшить подключением базы транзистора через резистор к общему проводу или к источнику отрицательного напряжения.

В более современной и эффективной технологии ТТЛ данная проблема решена путём замены диодов на мультиэмиттерный транзистор. Это также уменьшает площадь кристалла (в случае реализации в виде интегральной схемы), и соответственно позволяет добиться более высокой плотности элементов.

Логические элементы на основе ДТЛ являлись основой для многих ЭВМ второго поколения, например БЭСМ-6, IBM 1401

29)Транзисторно-транзисторная логика

Транзисторно-транзисторная логика наиболее распространена в современных вычислительных устройствах благодаря высокому быстродействию, высокой помехоустойчивости, умеренному энергопотреблению , хорошей нагрузочной способности и малой стоимости. Выходные и входные напряжения этих серий имеют так называемые стандартные уровни ТТЛ и одинаковые напряжения питания 5В.

Схема базового логического элемента ТТЛ серии К155 приведена Базовый элемент состоит из входного каскада на многоэмиттерном транзисторе VT1, выполняющим функцию "И", каскада управления выходными ключами на транзисторе VT2 и выходных ключей VT3, VT4, выполняющих функцию усиления и инвертирования. При подаче на входы, или хотя бы на один из них, низкого уровня напряжения соответствующие эмиттерные переходы смещаются в прямом направлении. Ток базы транзистора VT3 определяется резистором R2 и он открыт. При этом на выходе логического элемента присутствует высокий уровень напряжения. При подаче на все входы высокого уровня напряжения напряжения эмиттерные переходы VT1 смещены в обратном направлении. На выходе логического элемента действует напряжение открытого до режима насыщения транзистора VT4 - низкий уровень. В соответствии с приведенным описанием базовый логический элемент ТТЛ выполняет логическую функцию "И-НЕ". В современных логических элементах для защиты от выбросов напряжения на входе обычно ставятся диоды. В современных сериях широкое применение находят транзисторы Шотки. Как известно из принципа работы ключей на биполярных транзисторах, для предотвращения перехода транзистора в режим насыщения в них параллельно коллекторному переходу включается диод Шотки. Это, естественно, существенно повышает быстродействие. Для расширения функциональных возможностей логических элементов у некоторых типов микросхем в серии на выходе установлен транзистор, коллекторная цепь которого остается свободной. Это логические элементы с открытым коллектором. При использовании в схеме в коллекторную цепь включается резистор, светодиод или любая другая нагрузка.