10. Цифровые имс логической подгруппы

10.1. Электронный ключ

Электронный ключ является основной ячейкой, на основе которой конструируется любая сколь угодно сложная цифровая структура. Электронные ключи существуют и реализуются в виде конкретных электрических схем во всех современных технологиях цифровых ИМС – биполярных (ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ, И²Л) и полевых (n- и p-МОП, КМОП, ИСЛ). Краткие сведения о названных технологиях ИМС приводятся ниже в 10.2 и 10.4.

Ключи будут реализованы на том или ином физическом принципе и в не столь отдаленных технологиях будущего, краткие сведения о которых приводятся в «Заключении» настоящего учебника. Современные технологии оперируют ключами на транзисторах – либо биполярных, либо полевых.

Электронный ключ можно рассматривать как устройство, в котором реализуется два состояния логической переменной (0 и 1). Следует сразу сказать, что любой электронный ключ практически всегда одновременно выполняет и логическую функцию инверсии входной переменной (исключая технологии ЭСЛ и ИСЛ).

Транзисторные ключи служат для коммутации цепей нагрузки под воздействием внешних сигналов. Состояние «включено (замкнуто)» должно характеризоваться минимально возможным падением напряжения на ключе, а состояние «выключено (разомкнуто)» – минимально возможным током через ключ в непроводящем состоянии.

Отвлечемся от конкретной схемной реализации ключа и выполнения им сопутствую­щей логиче­ской функции (наличие или отсутствие ин­версии). При этом можно сказать, что все ключи подраз­деляются на па­раллельные, последова­тельные и комбиниро­ванные. На рис. 10.1, а, б, в показаны соответствующие схемы использования таких ключей для реализации двух значений логической переменной 0 и 1. На схемах резистор R является балластным, резистор R_Н – сопротивление нагрузки ключа. Верхняя строчка схем на рисунке показывает состояние ключей для реализации нуля логической переменной, нижняя – единицы.

Как правило, параллельные и последовательные