книги / Электрические аппараты

стям и высокой надежности в настоящее время преиму­ щественно применяются полупроводниковые элементы.

Рассмотрим переход от схемы управления на контакт­ ных элементах к схеме на бесконтактных логических эле­ ментах. На рис. 12.33, а представлена схема включения взаимно блокированных контакторов КМ1 и КМ2. При на­ жатии кнопки SB1 контактор КМ1 включается при усло­ вии, что контактор КМ2 отключен. При нажатии кнопки SQ2 происходит отключение контактора КМ1. Включение

имеем логическую единицу. На выходе элемента ИЛИ— НЕ D2 имеем логический нуль, который подается на усилитель A l и контактор КМ1, который не включается. При включе­ нии SB1 на выходе D1 имеем нуль, на выходе D2 — едини­ цу. Контактор КМ1 включается. После отключения SB1 логическая единица с выхода D2 подается на вход D1 и контактор КМ1 остается включенным. Если включается

контакт SQ2, то на выходе элемента D3 появляется логиче­ ская единица, которая подается на вход D2. При этом на выходе блока D2 появляется логический нуль и контактор КМ1 отключается. Свойства схемы рис. 12.33, а полностью обеспечиваются схемой рис. 12.33, б.

Простейшие логические элементы на диодах приведены на рис. 12.34. При подаче отрицательного сигнала на лю­ бой из входов х\—х4 (рис. 12.34, а) на нагрузке RB появ-

Рис 12.34. Схемы логических элементов серий Т-106 и Т-107

ляется выходной сигнал и реализуется функция ИЛИ. В элементе И (рис. 12.34,6) при отсутствии входных сиг­ налов диоды VD1 — VD3 открыты источником Uu. Внутрен­ нее сопротивление RY источников сигналов управления UY близко к нулю. Таким образом, сопротивление нагрузки R,, зашунтировано прямым сопротивлением диодов и сопро­ тивлением Ry. Поскольку эти сопротивления малы, напря­ жение на выходе близко к нулю. При подаче сигналов на все три входа диоды VD1— VD3 запираются напряжением Uy сигнала. На выходе появляется напряжение и выполня­ ется функция И. Такие элементы работают без усиления и называются пассивными.

12.7. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

На рис. 12.35 представлена схема элемента первой оте­ чественной серии Т-101, выполняющего функцию ИЛИ — НЕ В одном корпусе смонтированы два независимых эле- у" да ИЛИ —НЕ.

Рис 1235 Логический элемент серии Т-101, выполняющий функцию ИЛИ—НЕ (а), и его временные диаграммы (б)

Рассмотрим работу первого элемента. При отсутствии сигналов на входах 1, 3, 5, 7 транзистор VT1 закрыт напря­ жением смещения + Ucм. При этом напряжение на его кол­ лекторе (выход 9) практически равно напряжению источни­ ка. На выходе элемента имеем логическую единицу, равную

элемент серии Т-101 может питать элемент серии Т-107, вы­ полняющий функцию И.

Более совершенная серия «Логика И» выполнена на ин­ тегральных микросхемах, имеет меньшие габариты и луч-

шие технические характеристики. Схема базового элемен­ та для серии «Логика И» К-511 приведена на рис. 12.36, а. Вход выполнен на двух транзисторах VTJ и VT2 типа р-п-р. В качестве транзисторов VT3, VT4, VT5 использованы тран­ зисторные структуры типа п-р-п (§ 4.11). При открытых транзисторах VT1 и VT2 транзистор VT3 закрыт, так как потенциал его базы равен нулю. Рассмотрим работу схемы при шунтированном стабилитроне VD2. Если закрыт тран­ зистор VT3, то закрыт транзистор VT5. При этом транзис­ тор VT4 открыт и выходное напряжение [/ВЫх близко к на-

положительное напряжение, закрывающее оба транзистора

дает до логического нуля. Транзистор VT4 закрывается па­ дением напряжения, образующимся на прямом сопротивле­ нии диода VD3. Транзисторы VT3 и VT5 работают как один составной транзистор. Ток коллектора VT3 является от­ крывающим током для VT5, и оба транзистора либо откры­ ты, либо закрыты. Для выравнивания их эмиттерных токов параллельно эмиттерному переходу транзистора VT5 вклю­ чается резистор R5. Этот же резистор обеспечивает закры­ тие VT5. Такое включение VT3 и VT5 позволяет повысить коэффициент усиления.

На рис. 12.36,6 представлена зависимость выходного напряжения па нагрузке Ua в зависимости от напряжения

В зависимости от функционального назначения элемен­ ты серии «Логика И» делятся на логические, функциональ­ ные, времени и выходные усилители (табл. 12.2).

Элемент логики И -101 содержит семь независимых ин­ верторов, осуществляющих функцию НЕ. Функциональная

3, 4, 6, 9, 11, 13, 14. Питание подается на контакты 1 ( + 15 В)

Рис. 12.37. Функциональная схема: 2—элемента И-101; б —элемента И-102

и 16 (— 15 В), не обозначенные на рисунке. На рис. 12.37,6 показана функциональная схема элемента И -102. Элемент состоит из двух независимых схем, каждая из которых реа­ лизует функцию 4И. Аналогично представляются логичес­ кие элементы И-103—И-109 и И-112. Более подробные све­ дения о логических элементах серии «Логика И» приведе­ ны в [12.5].

12.8.ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Клогическим элементам относятся триггеры, являющие­ ся элементами памяти. В триггере на основе электромаг­ нитного реле (рис. 12.38) при нажатии кнопки х\ подается

напряжение на его обмотку У. Реле кроме главного контак­ та имеет вспомогательный контакт у, который при замыка­ нии кнопки Х\ шунтирует ее после срабатывания. Поэтому после размыкания кнопки х\ токи в нагрузке и об­

мотке реле остаются. Нагрузка обесточивается при наж а­ тии кнопки х2. Таким образом, в схеме реализуется функ­

мым, выход Q — инверсным. По обоим выходам элементы триггера D1 и D2 охвачены перекрестными обратными свя­ зями.

элемента D1. Если подать сигнал на вход вторично, то со­ стояние триггера не изменится. На выходе А устанавлива­ ется 1, на выходе В—0. Если подать сигнал на вход R, то на выходе А устанавливается нулевой сигнал, при этом на

D2. Одновременная подача сигналов на входы S и R при­ водит к неопределенному состоянию триггера. Такая воз­ можность должна быть в схеме исключена.

Если до подачи сигнала на вход S на выходе элемента

ем две логические 1, то на его выходе устанавливается 0. При сигналах Л = 0, S — 1 и наличии Q = 1 и Q — 0 на вы-

ходе элемента D2 устанавливается 1, так как один из его

должны быть исключены, так как такое их сочетание при­ водит к неопределенному состоянию триггера.

Описанные триггеры называются асинхронными, так так они могут изменять свое состояние немедленно после появления входных сигналов. При этом возможно наруше­ ние логических связей, обусловленное тем, что выход­ ные сигналы обратной связи различных элементов из-за пе­ реходных процессов образуются не одновременно Из-за этого появляются ложные сигналы, нарушающие новмаль-