44. Логический элемент и-не.

Операция Шеффера является функцией нескольких переменных.

Логическое высказывание. Сообщение ложно только тогда, если и 1, и 2 истины, сообщение истинно, если или 1, или 2 ложны.

Математическая запись .

Таблица истинности и электронный элемент показаны на рисунке 19.4.

Рисунок 19.4 - Таблица истинности логической операции И-НЕ (а), схема логического элемента (b), временная диаграмма работы (с), условное обозначение логического элемента И-НЕ

Электронный элемент состоит из двух частей: элемента И и элемента НЕ.

Рассмотрим работу схемы. Если на входы и поданы сигналы, соответствующие «1», т.е. высокие уровни напряжения, то диоды VD1 и VD2 будут заперты. Ток от источника Е будет протекать по пути R1, VD3, VD4, база VT1. Под действием этого тока транзистор открыт, напряжение на его коллекторе близко к нулю, таким образом, напряжение на выходе имеет уровень, соответствующий логическому «0». Если на один из входов, например, на , подан сигнал, соответствующий «0» Это эквивалентно заземлению входа . Тогда ток от источника Е протекает по пути Е, R1, VD1, 1, земля. Ток в цепи базы транзистора равен нулю, транзистор закрыт, напряжение на коллекторе близко к Е, т.е. напряжение на выходе имеет высокий уровень, соответствующий логической «1».

45. Логический элемент или-не.

Стрелка Пирса является функцией нескольких переменных.

Логическое высказывание. Сообщение истинно, только тогда, если и 1, и 2 ложны, сообщение ложно, если или 1, или 2 истины.

Математическая запись .

Таблица истинности и электронный элемент показаны на рисунке 19.5.

Рисунок 19.5 - Таблица истинности логической операции ИЛИ-НЕ (а), схема логического элемента (b), временная диаграмма работы (с), условное обозначение логического элемента ИЛИ-НЕ

Электронный элемент состоит из двух частей: элемента ИЛИ и инвертора.

Рассмотрим работу схемы. Если хотя бы на один из входов или поданы сигналы, соответствующие «1», то транзистор будет открыт, напряжение на выходе будет близко к нулю, что соответствует логическому уровню «0». В случае, когда на входы и поданы низкие уровни, соответствующие логическому «0», то транзистор будет закрыт, потенциал его коллектора близок к Е, напряжение на выходе будет иметь высокий уровень, соответствующий логической «1».

46. Логический элемент ттл и его разновидности.

Основой построения элементов серии ТТЛ является базовый элемент, выполняющий операцию И-НЕ. На основе элемнта И-НЕ можно построить интегральную схему, выполняющую любую логическую функцию. Основой ТТЛ служит многоэмиттерный биполярный транзистор (МЭТ) ..

Рис.6. Структура МЭТ (а), эквивалентная схема МЭТ (b), схема базового элемента ТТЛ (с)

Выясним назначение компонентов схемы. Входная часть (R1 и МЭТ) заменяет диодно-резистивную схему логического умножения И. Элементы R2, VT2, VD образуют повторитель, который обеспечивает значительный выходной ток. Резистор R4 является защитным, он ограничивает сквозной ток через транзисторы. Рассмотрим работу этого логического элемента. Возможны два случая. Первый, когда на все входы и поданы высокие уровни напряжения, соответствующие логической «1», то все эмиттерные переходы МЭТ будут смещены в обратном направлении. Ток, определяемый резистором R1, будет втекать в базу транзистора VT1, который открывается. Весь ток коллектора транзистора VT2 втекает в базу транзистора VT3, который открывается и входит в насыщение. Для надежного запирания транзистора VT2 установлен диод VD. Таким образом, на выходе схемы формируется напряжение низкого уровня, соответствующее логическому «0».

Второй случай, когда на одном из входов появится низкий уровень напряжения, который соответствует логическому «0», то p-n переход между этим эмиттером и базой МЭТ будет открыт. Весь ток, определяемый резистором R1, будет протекать через открытый переход. Потенциал базы МЭТ будет равен падению напряжения на открытом p-n переходе. Этого явно недостаточно, чтобы открыть транзистор VT2. Для того, чтобы ток протекал через базу транзистора VT2, необходимо иметь потенциал базы МЭТ, равный падению напряжения на трех переходах. Транзистор VT3 будет закрыт, а транзистор VT2 – открыт и насыщен. Потенциал выхода близок к напряжению питания, т.е. на выходе y формируется высокий уровень, соответствующий логической «1».

Чтобы обеспечить работу нескольких элементов на общую шину, выпускают логические элементы (рисунок 19.7) с третьим состоянием, при нахождении в котором выход изолирован от земли и от источника питания.

Рисунок 19.7 - Схема элемента с третьим состоянием (а), его условное обозначение (b)

В эту схему дополнительно введен диод VD2, соединенный с входом ОЕ (Output Enable). Если на этот вход подано положительное напряжение, соответствующее логической «1», то диод VD2 будет закрыт, логический элемент работает как обычно в соответствии с таблицей истинности. Когда на вход подан низкий уровень, т.е. вход ОЕ практически оказывается заземленным, то ток от источника питания Е, ограниченный резистором R2, протекает через диод VD2 на землю. Транзисторы VT2 и VT3 будут закрыты, выход y оказывается отсоединенным от схемы.