Dioditransistorilogiikka: piiri, toiminta, totuustaulukko ja sen sovellukset

Saatavilla on erilaisia ​​logiikkaperheitä, joita käytetään digitaalisten logiikkapiirien suunnittelussa; Vastustransistorilogiikka (RTL), emitterikytkentälogiikka (ECL), dioditransistorilogiikka (DTL), komplementaarinen metallioksidipuolijohdelogiikka (CMOS) ja Transistori-Transistor Logic (TTL) . Näistä logiikkaperheistä DTL-logiikkaperhettä käytettiin yleisesti ennen 1960- ja 1970-lukuja korvaamaan kehittyneempiä logiikkaperheitä, kuten CMOS ja TTL. Diodi-transistorilogiikka on luokka digitaaliset piirit joka on suunniteltu diodeilla ja transistoreilla. Joten diodien ja transistorien yhdistelmä mahdollistaa monimutkaisten logiikkatoimintojen tekemisen melko pienillä komponenteilla. Tämä artikkeli tarjoaa lyhyet tiedot DTL- tai dioditransistorilogiikka ja sen sovellukset.

Mikä on dioditransistorilogiikka?

Dioditransistorilogiikka on digitaaliseen logiikkaperheeseen kuuluva logiikkapiiri, jota käytetään digitaalisten piirien luomiseen. Tämä piiri voidaan suunnitella diodit ja transistorit, joissa diodeja käytetään tulopuolella ja transistoreita käytetään lähtöpuolella, joten se tunnetaan nimellä DTL. DTL on erityinen piiriluokka, jota käytetään nykyisessä digitaalielektroniikassa sähköisten signaalien käsittelyyn.

Tässä logiikkapiirissä diodit ovat hyödyllisiä loogisten toimintojen suorittamisessa, kun taas transistoreja käytetään vahvistustoimintojen suorittamiseen. DTL:llä on monia etuja verrattuna vastus kuten transistori logiikka; korkeammat tuuletusarvot ja korkea melumarginaali, joten DTL korvataan RTL-perheellä. The Dioditransistorilogiikan ominaisuudet pääasiassa sisältävät; digitaalinen kulttuuriton, digitaalinen strategi, digitaalinen arkkitehti, organisaation ketterä, asiakaskeskeinen, datan puolestapuhuja, digitaalisen työpaikan maisemointi ja liiketoimintaprosessien optimoija.

Dioditransistori logiikkapiiri

Dioditransistorin logiikkapiiri on esitetty alla. Tämä on kaksituloinen dioditransistorin logiikka NAND-porttipiiri. Tämä piiri on suunniteltu kahdella diodilla & transistorilla, jossa kaksi diodia on merkitty D1:llä ja D2 & vastus on merkitty R1:llä, joka muodostaa logiikkapiirin tulopuolen. Q1-transistori CE-konfiguraatio ja R2-vastus muodostavat lähtöpuolen. Tämän piirin C1-kondensaattoria käytetään antamaan yliohjausvirtaa koko kytkentäajan ajan, mikä lyhentää kytkentäaikaa jollekin tasolle.

Dioditransistorilogiikka toimii

Aina kun piirien A ja B tulot ovat MATALA, molemmat D1- ja D2-diodit muuttuvat eteenpäin esijännitetyiksi, jolloin nämä diodit johtavat eteenpäin. Siten jännitesyöttö (+VCC = 5V) syöttää GND:hen koko R1-vastuksen ja kahdessa diodissa. Jännitesyöttö pienenee R1-vastuksen sisällä ja se ei riitä kytkemään Q1-transistori PÄÄLLE, joten Q1-transistori on katkaisutilassa. Joten Y-liittimen o/p on Logic 1 tai HIGH-arvo.

Kun jokin tuloista on LOW, vastaava diodi on eteenpäin esijännitetty, joten samanlainen toiminta tapahtuu. Koska mikä tahansa näistä diodeista on eteenpäin esijännitetty, niin virta syötetään maahan läpi eteenpäin esijännitetyn diodin, joten 'Q1'-transistori on katkaisutilassa, joten lähtö 'Y'-liittimessä on korkea tai logiikka 1.

Aina kun molemmat A- ja B-tulot ovat KORKEA, molemmat diodit ovat käänteisesijännitettyjä, joten molemmat diodit eivät johda. Joten tässä tilassa +VCC-syötön jännite on riittävä ohjaamaan Q1-transistorin johtavuustilaan.

Siksi transistori johtaa kaikkia emitteri- ja kollektoriliittimiä. Koko jännite laskee R2-vastuksen sisällä ja Y-liittimen lähdössä on LOW o/p ja sitä pidetään alhaisena tai loogisena 0:na.

Totuustaulukko

DTL-totuustaulukko on esitetty alla.

Dioditransistorin logiikan etenemisviive on melko suuri. Aina kun kaikki tulot ovat loogisesti korkealla, transistori kyllästyy ja latautuu perusalueella. Aina kun yksi tulo on alhainen, tämä varaus tulee poistaa ja muuttaa etenemisaikaa. Dioditransistorin logiikan nopeuttamiseksi yksi tapa tekniikka on lisätä kondensaattori vastuksen R3 yli. Tässä tämä kondensaattori auttaa sammuttamaan transistorin poistamalla kertyneen varauksen tukiasemassa. Tämän piirin kondensaattori auttaa myös kytkemään transistorin päälle tehostamalla ensimmäistä kantaa.

Modifioitu dioditransistorilogiikka

Muokattu DTL NAND -portti näkyy alla. Vastusten ja kondensaattorien komponenttien suuria arvoja on erittäin vaikea valmistaa taloudellisesti IC:ssä. Joten seuraavaa DTL NAND -porttipiiriä voidaan muokata IC:n toteuttamiseksi yksinkertaisesti poistamalla C1-kondensaattori, vähentämällä vastuksen arvoja ja käyttämällä transistorit & diodit aina kun se on mahdollista. Tämä modifioitu piiri käyttää yksinkertaisesti yhtä positiivista syöttöä ja tämä piiri sisältää tuloasteen, jossa on D1- ja D2-diodit, R3-vastus ja JA-portin, jota seurataan transistorisoidun invertterin kautta.

Työskentely

Tämän piirin toimintaperiaate on, että tässä piirissä on kaksi tuloliitintä A ja B, ja tulojännitteet, kuten A & B, voivat olla joko HIGH tai LOW.

Jos molemmat tulot A ja B ovat matalat tai logiikka 0, niin molemmat diodit biasoituvat eteenpäin, joten potentiaali kohdassa M on yhden diodin jännitehäviö, joka on 0,7 V. Vaikka 'Q'-transistorin ohjaamiseksi johtumiseen , silloin tarvitsemme 2,1 V jännitteen välittämiseksi eteenpäin diodien D3, D4 ja 'Q'-transistorin BE-liitännällä, joten tämä transistori on katkaisu ja antaa ulostulon Y = 1

Y = Vcc = logiikka 1 ja kun A = B = 0, Y = 1 tai korkea.

Jos jokin tuloista joko A tai B on alhainen, mikä tahansa tuloista voidaan kytkeä GND:hen millä tahansa liittimellä, joka on kytketty +Vcc:iin, vastaava diodi johtaa ja VM ≅ 0,7 V & Q transistori katkeaa. , ja anna ulostulo 'Y' = 1 tai logiikka korkea.

Jos A = 0 & B = 1 (tai), jos A = 1 & B = 0, niin lähtö Y = 1 tai KORKEA.

Jos kaksi tuloa, kuten molemmat A ja B, ovat HIGH ja molemmat A & B on kytketty yksinkertaisesti + Vcc:iin, niin molemmat D1- ja D2-diodit ovat käänteisiä eivätkä johda. D3- ja D4-diodit on esijännitetty eteenpäin ja virta kantapäässä syötetään yksinkertaisesti Q-transistoriin Rd:n, D3:n ja D4:n kautta. Transistori voidaan ajaa kyllästymiseen ja o/p-jännite on matala.

Jos A = B = 1, lähtö Y = 0 tai LOW.

Muokatun DTL:n sovelluksia ovat seuraavat.

Suurempi tuulettimen ulostulo on mahdollista, koska seuraavilla porteilla on korkea impedanssi logiikkatilassa HIGH. Tällä piirillä on erinomainen melunsieto. Useiden diodien käyttö vastusten ja kondensaattorien sijasta tekee tästä piiristä erittäin taloudellisen integroidun piirin muodossa.

Dioditransistori Logic NOR Gate

Dioditransistorin logiikka NOR-portti on suunniteltu samalla tavalla kuin DTL NAND-portti, jossa on DRL TAI -portti transistoriinvertterillä. DTL NOR -piirejä voidaan suunnitella tyylikkäämmin yhdistämällä erilaisia ​​DTL-inverttereitä yhteisen lähdön kautta. Tällä tavalla voidaan yhdistää useita inverttereitä antamaan tarvittavat tulot NOR-portille.

Tämä piiri voidaan suunnitella käyttämällä DTL-invertteripiirin komponentteja lukuun ottamatta virtalähde ja kaksi 4,7 K vastukset , 1N914 tai 1N4148 piidiodit. Kytke piiri alla olevan piirin mukaisesti.

Työskentely

Kun kytkennät on tehty, piiriin on annettava virtalähde. Käytä sen jälkeen neljää mahdollista tuloyhdistelmää A & B:ssä virtalähteestä dip-kytkimellä. Nyt jokaisen tuloyhdistelmän kohdalla on kirjattava muistiin lähdön 'Q' looginen ehto, joka on esitetty symbolilla LED & tallenna tuo tulos. Vertaa tuloksia NOR-portin operaatioon. Kun olet lopettanut havainnot, sammuta virtalähde.

Dioditransistorilogiikka JA portti

Dioditransistorin logiikka JA portti on esitetty alla. Tässä piirissä logiikkatilat kuten; 1 & 0 otetaan +5V positiivisena logiikkana ja 0V vastaavasti.

Aina kun mikä tahansa tulo A1:stä, A2:sta (tai) A3:sta on matalassa logiikkatilassa, siihen tuloon kytketty diodi on sen jälkeen lähtöbiasissa, transistori katkeaa ja lähtö on LOW tai logiikka 0 Vastaavasti, jos kaikki kolme tuloa ovat logiikka 1:ssä, mikään diodeista ei johda ja transistori ei johda voimakkaasti. Sen jälkeen transistori kyllästyy ja ulostulo on KORKEA tai logiikka 1.

Dioditransistorin logiikan ja portin totuustaulukko on esitetty alla.

DTL:n, TTL:n ja RTL:n vertailu

DTL:n, TTL:n ja RTL:n välisiä eroja käsitellään alla.

Edut

Dioditransistorilogiikkapiirin etuja ovat seuraavat.

• DTL:n kytkentänopeus on nopeampi verrattuna RTL:ään.
• Diodien käyttö DTL-piireissä tekee niistä halvempia, koska diodien valmistus IC:issä on yksinkertaisempaa kuin vastukset ja kondensaattorit.
• Tehohäviö DTL-piireissä on hyvin pieni.
• DTL-piireillä on nopeammat kytkentänopeudet.
• DTL:ssä on suurempi tuuletus ja parempi kohinamarginaali.

The dioditransistorilogiikkapiirien haitat Sisällytä seuraavat.

• DTL:n toimintanopeus on alhainen TTL:ään verrattuna.
• Sillä on erittäin suuri portin etenemisviive.
• Korkealla tulolla DTL:n lähtö kyllästyy.
• Se tuottaa lämpöä koko toiminnan ajan.

Sovellukset

The dioditransistorilogiikan sovellukset Sisällytä seuraavat.

• Dioditransistorilogiikkaa käytetään digitaalisten piirien suunnitteluun ja valmistukseen logiikka portit käytä diodeja tulovaiheessa ja BJT:itä lähtövaiheessa.
• DTL on erityinen piiri, jota käytetään nykyisessä digitaalielektroniikassa sähköisten signaalien käsittelyyn.
• DTL:ää käytetään yksinkertaisten logiikkapiirien tekemiseen.

Tämä siis on yleiskatsaus dioditransistorilogiikkaan , piiri, toiminta, edut, haitat ja sovellukset. DTL-piirit ovat monimutkaisempia verrattuna RTL-piireihin, mutta tämä logiikka on muuttanut RTL:ää erinomaisen FAN OUT -ominaisuuden ja parannetun kohinamarginaalin ansiosta, mutta DTL:n nopeus on hidas. Tässä on kysymys sinulle, mikä on RTL?