Классификация и основные параметры

Логика

x-вход z-выход      

Работа этого элемента состоит в том, что если на его вход Х поступает сигнал 0, то на выходе Z появится сигнал 1, а если на входе 1, то на выходе 0. Логика работы элемента НЕ(инвертора) заключается в формировании сигнала - отрицания Z, значение которого противоположно значению входного сигнала Х.

Элемент И (конъюнктор).

Второй основной элемент реализует логическую функцию И. Это элемент И или конъюнктор.

Функция (конъюнкция) Z=X и Y Z =X & Y Z =X /\ Y Z = X · Y

X Y Z Логика

Логика элемента И (конъюнктора) заключается в том, что на его выходе Z сигнал 1 будет сформирован тогда и только тогда, когда сигнал 1 будет и на первом, и на втором входе. Если хотя бы на одном из входов будет 0, то и на выходе также будет 0.

Элемент ИЛИ (дизъюнктор)

Третий логический элемент реализует логическую функцию ИЛИ, которая соответствует объединяющему союзу или. Это элемент ИЛИ (дизъюнктор).

Функция (дизъюнкция) Z =X или Y Z = X + Y Z = X \/ Y

X Y Z Логика

Работа элемента ИЛИ предполагает, что сигнал 1 на выходе будет получен, если сигнал 1 поступает хотя бы на один вход: либо на Х, либо на Y, либо и на Х и на Y одновременно. Сигнал 0 на выходе элемента ИЛИ появляется только в том случае, если сигнал 1 не поступил ни на один вход.

В современных цифровых интегральных схемах (ЦИС) на базе указанных трех типов элементов реализуются более сложные логические функции. Основные типы ЛЭ, выпускаемые в виде ЦИС и выполняемые ими логические функции. Наибольшее распространение получили ЛЭ потенциального типа, допускающие непосредственную связь входов и выходов по постоянному току. Такие элементы могут работать с сигналами произвольной длительности, представляющими собой высокий (логическая “1”) или низкий (логический “0”) уровни напряжения. Современные ЛЭ и более сложные устройства на их основе выполняются в виде ЦИС с различной степенью интеграции. При этом под ЦИС понимают микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки цифровых сигналов и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов на полупроводниковом кристалле. Группу ЦИС, выполненных по одинаковой технологии, имеющих сходные технические характеристики и предназначенных для совместного применения, называют серией. По функциональному назначению ЦИС делятся на следующие группы: 1) логические, изменяющие логическое содержание входных сигналов – например, такие комбинационные устройства, как дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры, преобразователи кодов и др.; 2) запоминающие, выполняющие функции хранения в течение заданного времени – триггеры, счетчики, регистры, запоминающие устройства;

5

Классификация и основные параметры

Рассмотрим наиболее широко используемую исторически сложившуюся классификацию. Она построена и с учетом того, какие электронные приборы являются основными в соответствующих интегральных схемах, и с учетом особенностей использованных схемотехнических решений.
Выделяются следующие классы логических элементов (так называемые логики):

· резисторно-транзисторная логика (РТЛ);

· диодно-транзисторная логика (ДТЛ);

· транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ);

· эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ);

· транзисторно-транзисторная логика с диодами
Шоттки (ТТЛШ);

· логика на основе МОП-транзисторов с каналами
типа р(р-МДП);

· логика на основе МОП-транзисторов с каналами
типа п(л-МДП);

· логика на основе комплементарных ключей на
МДП-транзисторах (КМДП, КМОП);

· интегральная инжекционная логика И2Л;

· логика на основе полупроводника из арсенида гал
лия GaAs;

В настоящее время наиболее широко используются следующие логики: ТТЛ, ТТЛШ, КМОП, ЭСЛ. Устарела и практически не используется РТЛ. Для разрабатываемых в настоящее время устройств можно рекомендовать использовать КМОП-логику, а также логику на основе GaAs.

Применение логических элементов

Логические элементы могут использоваться как самостоятельные части схемы, так и входить в состав более сложной цифровой комбинационной схемы или схемы с памятью. Как самостоятельные части схемы, логические элементы могут применяться в качестве управляющей логики какого-либо устройства, а также в качестве генератора прямоугольных импульсов с подключённой ёмкостью или кварцевым резонатором. В качестве комбинационных схем логические элементы используются в составе микросхем БИС и СБИС, а также в дешифраторах и шифраторах, выполненных в виде отдельных микросхем. Также, логические элементы могут входить в состав схем с памятью (триггеры, регистры, счётчики и т.д.), выполненных в виде отдельной микросхемы или в составе других микросхем.

Доп. информация (учебник:Касаткин, электротехника, стр.308)