14. Электронные ключи.

Транзисторные (электронные) ключи.

Предназначены для формирования цифровых сигналов и коммутации (переключения) ценой в цифровых устройствах (ИС). Такие ключи называются цифровыми.

Цифровые ключи на биполярных транзисторах:

Когда на базе транзистора «О» или « - » относительно эмиттера, транзистор «закрыт», ток через нее не идёт, на выходе (коллекторе) всё напряжение питания (сигнал высокого уровня - «1»). Если Ubx > 0, транзистор «открыт», возникает ток коллектор - эмиттер и падение напряжения на К. напряжение на коллекторе Uвых уменьшается до такого уровня «О».

Цифровые ключи на полевых транзисторах.

Наибольшее применение нашли цифровые ключи на полевых транзисторах МДП структуры (Металл. Диэлектрик, Полупроводник, затвор изолирован от полупроводника слоем диэлектрика) с индуцированным каналом (проводящий канал сток - исток возникает только при подаче на затвор напряжения, больше порогового).

При отсутствии входного напряжения транзистор «закрыт», ток через него не идёт и i на стоке - всё напряжение питания +Ес, что соответствует сигналу высокого уровня

При подаче на затвор напряжения Ubx больше некоторого порогового значения, возникает проводящий канал сток - исток, возникает ток и падение напряжения на Не, напряжение на стоке Ucvi уменьшается и находится в пределах сигнала низкого уровня (0).

Цифровые ключи на полевых транзисторах потребляют меньший ток управления,; обеспечивают гальваническую развязку входных и выходных цепей, однако быстродействие их ниже по сравнению с биполярными.

Транзисторные ключи могут использоваться для коммутации аналоговых сигналов, в этом случае они называются аналоговыми ключами.

15. Логические элементы.

Предназначены для преобразования информации в цифровой форме. Представление информации в цифровом форме (в двоичной системе) с помощью всего двух знаков «0» и «1» позволяет при преобразовании информации обойтись небольшим количеством операции и элементов, их выполняющих.

В самом деле, «0» может быть преобразован только в «1», а «1» в «0». Эта операция называется «инверсия» или логическое отрицание. Реализуется элементом НЕ .

Однако преобразовать информации требует выполнения операций с группами знаков, простейшей из которых является группа из двух знаков. (Оперирование с большими группами всегда можно разбить на последовательные операции с двумя знаками). Комбинаций из двух знаков всего три: 0,0; 1,1; 1,0. Результатов преобразования возможно только два: 0 или 1. Эти преобразования называются: дизъюнкция (логическое сложение) и конъюнкция (логическое умножение) и выполняются •элементами ИЛИ и И

Этими простейшими логическими операциями (функциями) можно выразить любые другие логические функции. Такой набор простейших функций называется логическим базисом. Логический базис может быть реализован и другими логическими элементами, например И-НЕ (Шеффера) или ИЛИ-НЕ (Пирса)

Логические элементы подразделяются и по типу использованных в них электронных элементов. Наибольшее применение в настоящее время находят следующие логические элементы: ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика), ТТЛЩ (то же с диодами Шотки), КМОП (логика на основе комплементарных ключей на МОП транзисторах), ЭСЛ (эмиттерно-связанная логика) и др.

Логические элементы входят в состав микросхем, например ТТЛ элементы - в состав микросхем К155, К133; ТТШЛ - 530, 533, К555, ЭСЛ - 100, К500 ит.д.