Сложные логические схемы

 

Отдельные вентили с определенными характеристиками ком­бинируют разными способами для выполнения различных логи­ческих операций, удовлетворяющих заданным алгоритмам, а также для трассировки, повторной трассировки, шунтирования, инвертирования и стробирования сигналов. Одна из логических схем представлена на рис. 8.4,а, где транзистор Т₁ образует схе­му ИЛИ вместе со схемой И, включающей транзисторы Т₂ и Т₃. Обратите внимание на то, что транзисторы T₂ и T₃ включе­ны последовательно и оба лараллельны транзистору Т₁.

Так как выходной сигнал снимают с объединенных цепей коллекторов, здесь имеет место обычное инвертирование сигна­ла. Поэтому вместо функций И и ИЛИ реализуются функции И-НЕ и ИЛИ-НЕ, и сигналы на выходе являются инвертиро­ванными. Операцию инвертирования, выражающую логическую операцию отрицания (НЕ), обозначают чертой над логической величиной (A=НЕ А) или над логическим выражением [А + +8С = НЕ (А + ВС)].

На рис. 8.4,6 дано символическое изображение логической схемы, показанной на рис. 8.4, а. Простота условного изобра­жения позволяет легко понять выполняемую логическую опера­цию независимо от путей ее технической реализации: на осно­ве диодов, транзисторов или комбинации резисторов, транзи­сторов и диодов. В частности, схема показанная на рис. 8.4, а, выполнена на базе резисторно-транзисторной логики.

 

8.6. Резисторно-транзисторные и диодно-транзисторные логические схемы

 

Как показано на рис. 8.5, а, сигналы на базовый вход тран­зистора логической схемы могут подаваться через резисторы нескольких входов схемы. Такая схема выполняет функцию ИЛИ, поскольку при наличии сигнала на одном или нескольких входах получается выходной сигнал. Схема выполнена на по­левом транзисторе с общим истоком, поэтому фаза сигнала, снимаемого в цепи стока, противоположна фазе входного сиг­нала. Следовательно, .логическая операция ИЛИ инвертируется .и определяется выражением А + В + С.

.Рис. 8.4. Сложная логическая схема.

 

Если к выходу этой схемы подключить для инвертирования сигнала дополнительный усилитель (с общим эмиттером или общим истоком), то такая схемная комбинация обеспечивает вы­полнение операции ИЛИ, выражаемой как Л + Б + С. Такой фазоинвертирующий усилитель называется логической схемой НЕ, поскольку выходной сигнал представляет логическую вели­чину, отрицающую логическую величину, соответствующую входному сигналу. Символическое обозначение схемы НЕ — тре­угольник с небольшим кружком на выходе для указания на процесс инвертирования (см. рис. 8.5, а); предполагается, что схема НЕ выполняет операцию инвертирования входного сигна­ла, но усиление этого сигнала не обязательно. Например, тран­сформатор с коэффициентом передачи, равным единице, реали­зует функцию НЕ без усиления; эту же функцию может выпол­нять и транзисторная схема с коэффициентом усиления, рав­ным единице.

Схему с подачей на вход транзистора сигналов через рези-сторы называют резисторно-транзисторной логической схемой (РТЛ). Подача сигналов может также осуществляться через диоды (рис. 8.5,6). Такая схемная комбинация носит название диодно-транзисторной логики (ДТЛ).

Рис. 8.5. Схемы РТЛ и ДТЛ.

 

Рис. 8.6. Схемы ИЛИ-НЕ и И-НЕ на МОП-транзисторах.

 

На рис. 8.6, а показана диодно-транзисторная логическая схе­ма на полевом МОП-транзисторе. Данная логическая схема имеет четыре входа с диодами, которые иногда называются входными, поскольку они пропускают импульсы только опреде­ленной полярности, создавая тем самым однонаправленный путь для токов входных сигналов. Вследствие однонаправленных ха­рактеристик диодов образуется развязка между схемами фор­мирования входных сигналов и входом МОП-транзистора. На рис. 8.6, б показана схема И-НЕ с двумя входами на МОП-тран­зисторах, которая по выполняемой функции аналогична транзи­сторной схеме И-НЕ (рис. 8.3,6).