K dispozici jsou různé typy logických rodin, které se používají při navrhování digitálních logických obvodů; Rezistorová tranzistorová logika (RTL), emitorová vázaná logika (ECL), diodová tranzistorová logika (DTL), komplementární metaloxidová polovodičová logika (CMOS) a Tranzistor-tranzistorová logika (TTL) . Z těchto logických rodin byla logická rodina DTL běžně používána před 60. a 70. léty, aby nahradila pokročilejší logické rodiny, např. CMOS a TTL. Diodově-tranzistorová logika je třída digitální obvody který je navržen s diodami a tranzistory. Takže kombinace diod a tranzistorů umožňuje vytvářet složité logické funkce s poměrně malými součástkami. Tento článek poskytuje stručné informace o DTL nebo diodová tranzistorová logika a její aplikace.
Co je to diodová tranzistorová logika?
Diodová tranzistorová logika je logický obvod, který patří do rodiny digitální logiky, která se používá k vytváření digitálních obvodů. Tento obvod lze navrhnout s diody a tranzistory, kde jsou diody použity na vstupní straně a tranzistory jsou použity na výstupní straně, proto se nazývá DTL. DTL je specifická třída obvodů, která se používá v současné digitální elektronice pro zpracování elektrických signálů.
V tomto logickém obvodu jsou diody užitečné při provádění logických funkcí, zatímco tranzistory se používají k provádění funkcí zesílení. DTL má mnoho výhod ve srovnání s odpor tranzistorová logika jako; vyšší hodnoty fan-out a vysoké šumové rozpětí, DTL je tedy nahrazeno RTL rodinou. The charakteristiky diodové tranzistorové logiky hlavně zahrnují; digitální stratég, digitální architekt, organizační agilní, zákaznický centrista, obhájce dat, projektant digitálních pracovišť a optimalizátor obchodních procesů.
Diodový tranzistorový logický obvod
Logický obvod diodového tranzistoru je znázorněn níže. Jedná se o dvouvstupový diodový tranzistorový logický obvod hradla NAND. Tento obvod je navržen se dvěma diodami a tranzistorem, kde dvě diody jsou označeny D1 a D2 a odpor je označen R1, který tvoří vstupní stranu logického obvodu. Konfigurace tranzistoru Q1 CE a rezistor R2 tvoří výstupní stranu. Kondenzátor „C1“ v tomto obvodu se používá k poskytnutí přebuzení proudu po celou dobu spínání, což zkracuje dobu spínání na určitou úroveň.
Funkční logika diodového tranzistoru
Kdykoli jsou oba vstupy obvodů A a B LOW, pak se obě diody D1 a D2 stanou dopředným předpětím, takže tyto diody budou vést v propustném směru. Takže proud díky napájení (+VCC = 5V) bude dodávat GND přes odpor R1 a dvě diody. Napájecí napětí se sníží v rezistoru R1 a nebude stačit zapnout tranzistor Q1, takže tranzistor Q1 bude v režimu cut-off. Takže o/p na svorce „Y“ bude logická 1 nebo HIGH hodnota.
Když je některý ze vstupů LOW, pak bude odpovídající dioda předpětí, takže dojde k podobné operaci. Vzhledem k tomu, že kterákoli z těchto diod je předepjatá, proud bude přiváděn do země skrz diodu s předpětím, takže tranzistor „Q1“ bude v režimu cut-off, takže výstup na svorce „Y“ bude vysoká nebo logická 1.
Kdykoli jsou oba vstupy A a B VYSOKÉ, pak budou obě diody obráceně zaujaté, takže obě diody nebudou vést. Takže v tomto stavu bude napětí ze zdroje +VCC dostatečné k uvedení tranzistoru Q1 do vodivého režimu.
Proto tranzistor vede skrz terminály emitoru a kolektoru. Celé napětí se sníží v rámci odporu „R2“ a výstup na svorce „Y“ bude mít LOW o/p a je považován za nízký nebo logickou 0.
Tabulka pravdy
Pravdivostní tabulka DTL je uvedena níže.
|
A |
B | A |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Zpoždění šíření logiky diodového tranzistoru je poměrně velké. Kdykoli jsou všechny vstupy logické vysoké, pak tranzistor přejde do saturace a nahromadění náboje v oblasti báze. Kdykoli je jeden vstup nízký, pak by měl být tento náboj odstraněn, čímž se změní doba šíření. Chcete-li urychlit logiku diodového tranzistoru jedním způsobem, je přidání kondenzátoru přes odpor R3. Zde tento kondenzátor pomáhá při vypínání tranzistoru tím, že eliminuje nahromaděný náboj na základní svorce. Kondenzátor v tomto obvodu také pomáhá při zapínání tranzistoru prostřednictvím vylepšení prvního základního měniče.
Modifikovaná diodová tranzistorová logika
Upravená brána DTL NAND je zobrazena níže. Velké hodnoty součástek odporů a kondenzátorů je velmi obtížné ekonomicky vyrobit na IC. Takže následující obvod brány DTL NAND lze upravit pro implementaci integrovaného obvodu jednoduchým odstraněním kondenzátoru C1, snížením hodnot odporu a použitím tranzistory & diody všude tam, kde je to možné. Tento upravený obvod jednoduše používá jediné kladné napájení a tento obvod obsahuje vstupní stupeň s diodami D1 a D2, odpor R3 a hradlo AND, které je sledováno přes tranzistorový měnič.
Pracovní
Funkce tohoto obvodu je taková, že tento obvod má dvě vstupní svorky A a B a vstupní napětí jako A & B mohou být buď VYSOKÉ nebo NÍZKÉ.
Pokud jsou oba vstupy A a B nízké nebo logická 0, pak budou obě diody předpjaté dopředu, takže potenciál na „M“ je úbytek napětí jedné diody, který je 0,7 V. , pak potřebujeme 2,1 V k předpětí diod D3, D4 a BE přechodu 'Q' tranzistoru, takže tento tranzistor je cutoff a poskytuje výstup Y = 1
Y = Vcc = logická 1 a pro A = B = 0 je Y = 1 nebo vysoká.
Pokud je některý ze vstupů buď A nebo B nízký, pak lze kterýkoli ze vstupů připojit ke GND pomocí libovolného terminálu připojeného k +Vcc, ekvivalentní dioda povede a tranzistor VM ≅ 0,7 V & Q bude odříznut a poskytují výstup 'Y' = 1 nebo logickou vysokou.
Pokud A = 0 & B = 1 (nebo) pokud A = 1 & B = 0, pak výstup Y = 1 nebo VYSOKÝ.
Pokud jsou dva vstupy jako A a B VYSOKÉ a oba A a B jsou připojeny jednoduše k + Vcc, pak budou obě diody D1 a D2 založeny na reverzní bázi a nevedou. Diody D3 a D4 jsou předpjaté a proud na svorce báze je přiváděn jednoduše do tranzistoru Q přes Rd, D3 a D4. Tranzistor může být řízen do saturace a o/p napětí bude nízké.
Pro A = B = 1 je výstup Y = 0 nebo LOW.
Aplikace modifikovaného DTL zahrnují následující.
Větší výstup ventilátoru je možný díky následným hradlům s vysokou impedancí s logickou podmínkou HIGH. Tento obvod má vynikající odolnost proti rušení. Použití více diod místo rezistorů a kondenzátorů způsobí, že tento obvod bude v rámci integrovaného obvodu velmi ekonomický.
Diodová tranzistorová logická brána NOR
Diodové tranzistorové logické hradlo NOR je navrženo podobně jako hradlo DTL NAND s hradlem DRL OR s tranzistorovým měničem. Obvody DTL NOR lze navrhnout elegantněji jednoduchým zkombinováním různých DTL invertorů přes společný výstup. Tímto způsobem lze sjednotit několik invertorů, aby umožnily potřebné vstupy pro hradlo NOR.
Tento obvod může být navržen s komponentami obvodu DTL invertoru kromě zdroj napájení a dva 4,7 K rezistory , 1N914 nebo 1N4148 křemíkové diody. Připojte obvod podle níže uvedeného obvodu.
Pracovní
Jakmile jsou připojení provedena, je třeba zajistit napájení obvodu. Poté použijte čtyři možné kombinace vstupů v A a B z napájecího zdroje pomocí dip přepínače. Nyní si pro každou kombinaci vstupů musíte poznamenat logickou podmínku výstupu „Q“, jak je znázorněno pomocí VEDENÝ a zaznamenejte tento výstup. Porovnejte výsledky s operací brány NOR. Jakmile dokončíte pozorování, vypněte napájení.
|
A |
B |
Y = (A+B)“ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Diodová tranzistorová logika A brána
Logické AND hradlo diodového tranzistoru je znázorněno níže. V tomto obvodu jsou logické stavy jako; 1 a 0 jsou brány jako +5V kladná logika a odpovídajícím způsobem 0V.
Kdykoli je jakýkoli vstup z A1, A2 (nebo) A3 v nízkém logickém stavu, pak bude dioda připojená k tomuto vstupu v propustném předpětí, tranzistor se vypne a výstup bude LOW nebo logická 0 Podobně, pokud jsou všechny tři vstupy na logické 1, pak žádná z diod nevede a tranzistor silně nevede. Poté se tranzistor nasytí a výstup bude HIGH nebo logická 1.
Pravdivostní tabulka logiky diodového tranzistoru a hradla je uvedena níže.
|
A1 |
A2 | A3 |
Y = A.B |
|
0 |
0 | 0 | 0 |
|
0 |
0 | 1 | 0 |
|
0 |
1 | 0 |
0 |
| 0 | 1 | 1 |
0 |
|
1 |
0 | 0 | 0 |
|
1 |
0 | 1 |
0 |
| 1 | 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 | 1 |
1 |
Srovnání mezi DTL, TTL a RTL
Rozdíly mezi DTL, TTL a RTL jsou diskutovány níže.
| DTL | TTL |
RTL |
| Termín DTL znamená Diode-Transistor Logic. | Termín TTL znamená Tranzistor-Transistor Logic. | Termín RTL znamená Resistor-Transistor Logic. |
| V DTL jsou logická hradla navržena s PN přechodovými diodami a tranzistory. | V TTL jsou logická hradla navržena s BJT.
|
V RTL jsou logická hradla navržena s odporem a tranzistorem. |
| V DTL se diody používají jako i/p komponenty a tranzistory se používají jako o/p komponenty. | V TTL se jeden tranzistor používá pro zesílení, zatímco jiný tranzistor se používá pro účely přepínání. | Rezistor v RTL se používá jako i/p složka a tranzistor se používá jako o/p složka |
| Odezva DTL je lepší ve srovnání s RTL. | Odezva TTL je mnohem lepší než DTL a RTL. | Odezva RTL je pomalá. |
| Ztráta výkonu je nízká. | Má velmi nízkou ztrátu energie. | Ztráta výkonu je vysoká. |
| Jeho konstrukce je složitá. | Jeho konstrukce je velmi jednoduchá. | Jeho konstrukce je jednoduchá. |
| DTL minimální fanout je 8. | TTL minimální fanout je 10. | RTL minimální fanout je 5. |
| Ztrátový výkon pro každou bránu je typicky 8 až 12 mW. | Ztrátový výkon pro každou bránu je typicky 12 až 22 mW. | Ztrátový výkon pro každou bránu je typicky 12 mW. |
| Jeho odolnost proti hluku je dobrá. | Jeho odolnost proti hluku je velmi dobrá. | Jeho odolnost proti hluku je střední. |
| Jeho typické zpoždění šíření pro hradlo je 30 ns. | Jeho typické zpoždění šíření pro hradlo je 12 až 6 ns. | Jeho typické zpoždění šíření pro hradlo je 12 ns. |
| Jeho takt je 12 až 30 MHz. | Jeho takt je 15 až 60 MHz. | Jeho takt je 8 MHz. |
| Má poměrně vysoký počet funkcí. | Má velmi vysoký počet funkcí. | Má vysoký počet funkcí. |
| DTL logika se používá v základních spínacích a digitálních obvodech. | TTL logika se používá v moderních digitálních obvodech a integrovaných obvodech. | RTL se používá ve starých počítačích. |
Výhody
Mezi výhody diodového tranzistorového logického obvodu patří následující.
- Rychlost přepínání DTL je vyšší ve srovnání s RTL.
- Použití diod v obvodech DTL je činí levnějšími, protože výroba diod na integrovaných obvodech je jednodušší ve srovnání s odpory a kondenzátory.
- Ztráta výkonu v obvodech DTL je velmi nízká.
- DTL obvody mají vyšší spínací rychlosti.
- DTL má větší vějířový výstup a lepší šumovou rezervu.
The nevýhody diodových tranzistorových logických obvodů zahrnout následující.
- DTL má ve srovnání s TTL nízkou provozní rychlost.
- Má extrémně velké zpoždění šíření brány.
- Pro vysoký vstup přechází výstup DTL do saturace.
- Vytváří teplo po celou dobu provozu.
Aplikace
The aplikace diodové tranzistorové logiky zahrnout následující.
- Diodově-tranzistorová logika se používá k navrhování a výrobě digitálních obvodů logická hradla použijte diody ve vstupní fázi a BJT na výstupní fázi.
- DTL je specifický typ obvodu, který se používá v současné digitální elektronice pro zpracování elektrických signálů.
- DTL se používá k výrobě jednoduchých logických obvodů.
Tedy, toto je přehled logiky diodových tranzistorů , obvod, funkce, výhody, nevýhody a aplikace. Obvody DTL jsou složitější ve srovnání s obvody RTL, ale tato logika změnila RTL kvůli jeho vynikající schopnosti FAN OUT a zvýšenému šumu, ale DTL má nízkou rychlost. Zde je pro vás otázka, co je RTL?
