लेख टीटीएल तर्क पर विचार करेगा, जो अभी भी प्रौद्योगिकी की कुछ शाखाओं में उपयोग किया जाता है। कुल मिलाकर तर्क कई प्रकार के होते हैं: ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर (TTL), डायोड-ट्रांजिस्टर (DTL), MOS ट्रांजिस्टर (CMOS) पर आधारित, साथ ही द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर और CMOS पर आधारित। व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पहले माइक्रो-सर्किट वे थे जो टीटीएल प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके बनाए गए थे। लेकिन अन्य प्रकार के तर्क जो अभी भी प्रौद्योगिकी में उपयोग किए जाते हैं, उन्हें अनदेखा नहीं किया जा सकता है।
डायोड-ट्रांजिस्टर तर्क
साधारण अर्धचालक डायोड का उपयोग करके, आप सबसे सरल तर्क तत्व प्राप्त कर सकते हैं (आरेख नीचे दिखाया गया है)। तर्क में इस तत्व को "2I" कहा जाता है। जब किसी इनपुट (या दोनों एक साथ) पर शून्य विभव लागू किया जाता है, तो प्रतिरोधक से विद्युत धारा प्रवाहित होने लगेगी। इस मामले में, एक महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप होता है। यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि तत्व के उत्पादन में क्षमता बराबर होगीइकाई, यदि यह एक ही समय में दोनों इनपुट पर बिल्कुल लागू होता है। दूसरे शब्दों में, ऐसी योजना की मदद से तार्किक संचालन "2AND" लागू किया जाता है।
अर्धचालक डायोड की संख्या निर्धारित करती है कि तत्व में कितने इनपुट होंगे। दो अर्धचालकों का उपयोग करते समय, "2I" सर्किट लागू किया जाता है, तीन - "3I", आदि। आधुनिक microcircuits में, आठ डायोड ("8I") वाला एक तत्व उत्पन्न होता है। डीटीएल तर्क का एक बड़ा नुकसान भार क्षमता का एक बहुत छोटा स्तर है। इस कारण से, एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर को तर्क तत्व से जोड़ा जाना चाहिए।
लेकिन कई अतिरिक्त उत्सर्जक के साथ ट्रांजिस्टर पर तर्क को लागू करना अधिक सुविधाजनक है। ऐसे टीटीएल लॉजिक सर्किट में, समानांतर में जुड़े अर्धचालक डायोड के बजाय एक बहु-एमिटर ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है। यह तत्व सिद्धांत रूप में "2I" के समान है। लेकिन आउटपुट पर एक उच्च स्तर की क्षमता तभी प्राप्त की जा सकती है जब दो इनपुट का एक ही समय में समान मूल्य हो। इस मामले में, कोई उत्सर्जक वर्तमान नहीं है, और संक्रमण अवरुद्ध हैं। आंकड़ा ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हुए एक विशिष्ट तर्क सर्किट दिखाता है।
तर्क तत्वों पर इन्वर्टर सर्किट
एम्पलीफायर की मदद से यह कंपोनेंट के आउटपुट पर सिग्नल को उल्टा कर देता है। "AND-NOT" प्रकार के तत्वों को विमान के सीरियल माइक्रोक्रेसीट्स में दर्शाया गया है। उदाहरण के लिए, K155LA3 श्रृंखला के एक माइक्रोक्रिकिट में चार टुकड़ों की मात्रा में "2I-NOT" प्रकार के डिज़ाइन तत्व होते हैं। इस तत्व के आधार पर एक इन्वर्टर डिवाइस बनाया जाता है। यह एक सेमीकंडक्टर डायोड का उपयोग करता है।
अगर मर्ज करना है"OR" सर्किट के अनुसार "AND" प्रकार के कई तर्क तत्व (या यदि तर्क तत्वों "OR" को लागू करना आवश्यक है), तो ट्रांजिस्टर को आरेख पर इंगित बिंदुओं पर समानांतर में जोड़ा जाना चाहिए। इस मामले में, आउटपुट पर केवल एक कैस्केड प्राप्त होता है। इस फ़ोटो में "2OR-NOT" प्रकार का तार्किक तत्व दिखाया गया है:
ये तत्व microcircuits में उपलब्ध हैं, जिन्हें LR अक्षर से दर्शाया जाता है। लेकिन "OR-NOT" प्रकार के TTL तर्क को संक्षिप्त नाम LE द्वारा दर्शाया गया है, उदाहरण के लिए, K153LE5। इसमें चार तार्किक तत्व "2OR-NOT" एक साथ निर्मित होते हैं।
आईसी तर्क स्तर
आधुनिक तकनीक में, TTL लॉजिक वाले माइक्रोक्रिकिट्स का उपयोग किया जाता है, जो 3 और 5 V द्वारा संचालित होते हैं। लेकिन केवल एक और शून्य का तार्किक स्तर वोल्टेज पर निर्भर नहीं करता है। यही कारण है कि माइक्रो-सर्किट के अतिरिक्त मिलान की कोई आवश्यकता नहीं है। नीचे दिया गया ग्राफ तत्व के आउटपुट पर स्वीकार्य वोल्टेज स्तर दिखाता है।
माइक्रोकिरिट के इनपुट पर अनिश्चित स्थिति में वोल्टेज, आउटपुट की तुलना में, छोटी सीमाओं के भीतर अनुमेय है। और यह ग्राफ़ एक तार्किक इकाई के स्तरों की सीमाओं और टीटीएल-प्रकार के माइक्रो-सर्किट के लिए शून्य दिखाता है।
स्कॉट्की डायोड चालू करना
लेकिन साधारण ट्रांजिस्टर स्विच में एक बड़ी खामी है - खुली अवस्था में काम करते समय उनके पास एक संतृप्ति मोड होता है। अतिरिक्त वाहकों को भंग करने और अर्धचालक को संतृप्त न करने के लिए, आधार और संग्राहक के बीच एक अर्धचालक डायोड चालू किया जाता है। आंकड़ा दिखाता हैSchottky डायोड और ट्रांजिस्टर को जोड़ने का तरीका।
A Schottky डायोड में लगभग 0.2-0.4 V का वोल्टेज थ्रेशोल्ड होता है, जबकि एक सिलिकॉन p-n जंक्शन में कम से कम 0.7 V का वोल्टेज थ्रेशोल्ड होता है। और यह एक अल्पसंख्यक प्रकार के वाहक के जीवनकाल से बहुत कम है अर्धचालक क्रिस्टल। Schottky डायोड आपको जंक्शन खोलने के लिए कम सीमा के कारण ट्रांजिस्टर रखने की अनुमति देता है। यही कारण है कि ट्रायोड को मोड में जाने से रोका जाता है।
TTL microcircuits के परिवार कौन से हैं
आमतौर पर, इस प्रकार के माइक्रो-सर्किट 5 वी स्रोतों द्वारा संचालित होते हैं। घरेलू तत्वों के विदेशी एनालॉग हैं - एसएन74 श्रृंखला। लेकिन श्रृंखला के बाद एक डिजिटल नंबर आता है, जो तार्किक घटकों की संख्या और प्रकार को इंगित करता है। SN74S00 microcircuit में 2I-NOT तर्क तत्व हैं। ऐसे माइक्रोक्रिकिट हैं जिनकी तापमान सीमा अधिक विस्तारित है - घरेलू K133 और विदेशी SN54।
रूसी microcircuits, SN74 की संरचना के समान, पदनाम K134 के तहत निर्मित किए गए थे। विदेशी microcircuits, जिनकी बिजली की खपत और गति कम है, के अंत में L अक्षर है। अंत में S अक्षर वाले विदेशी microcircuits में घरेलू समकक्ष हैं जिनमें नंबर 1 को 5 से बदल दिया गया है। उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध K555 या K531. आज कई प्रकार के K1533 श्रृंखला के माइक्रोक्रिकिट का उत्पादन किया जाता है, जिसमें गति और बिजली की खपत बहुत कम होती है।
CMOS लॉजिक गेट
Microcircuits जिनमें पूरक ट्रांजिस्टर होते हैं, वे p- और n-चैनल वाले MOS तत्वों पर आधारित होते हैं। एक की मदद सेक्षमता, एक पी-चैनल ट्रांजिस्टर खुलता है। जब एक तार्किक "1" बनता है, तो ऊपरी ट्रांजिस्टर खुलता है और निचला बंद होता है। इस मामले में, कोई भी करंट माइक्रोक्रिकिट से नहीं बहता है। जब एक "0" बनता है, तो निचला ट्रांजिस्टर खुलता है और ऊपर वाला बंद हो जाता है। इस मामले में, माइक्रोक्रिकिट के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। सबसे सरल तर्क तत्व का एक उदाहरण इन्वर्टर है।
कृपया ध्यान दें कि CMOS IC स्टैटिक मोड में करंट नहीं खींचते हैं। वर्तमान खपत तभी शुरू होती है जब एक राज्य से दूसरे तर्क तत्व में स्विच किया जाता है। ऐसे तत्वों पर टीटीएल तर्क कम बिजली की खपत की विशेषता है। यह आंकड़ा CMOS ट्रांजिस्टर पर संकलित "NAND" प्रकार के एक तत्व का आरेख दिखाता है।
एक सक्रिय लोड सर्किट दो ट्रांजिस्टर पर बनाया गया है। यदि एक उच्च क्षमता बनाने के लिए आवश्यक है, तो ये अर्धचालक खुलते हैं, और कम बंद हो जाते हैं। कृपया ध्यान दें कि ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक (TTL) चाबियों के संचालन पर आधारित है। ऊपरी बांह में अर्धचालक खुलते हैं, और निचले हाथ में वे बंद हो जाते हैं। इस स्थिति में, स्थिर मोड में, माइक्रोक्रिकिट विद्युत स्रोत से करंट की खपत नहीं करेगा।