Логические элементы

Логические элементы.

Поиск по сайту

Логические элементы

Двухвходовые логические элемента И и ИЛИ

Микросхемы серии К155 построены на биполярных транзисторах, базы которых должны получать насыщающий ток относительно заземленных эмиттеров. Другими словами, на биполярных транзисторы сложно спроектировать схему логического элемента, где транзисторы включены последовательно столбиком . Эта схемотехническая особенность усложняет логический элемент ИЛИ.

Чтобы в определенной последовательности изучать схемотехнику элементов серии К155, составим таблицу функций элементов И, И, ИЛИ, ИЛИ. Простейший вариант здесь — функции двух логических входов А и В. Каждая переменная А и В на рисунке моделируется электронным ключом, который можно замкнуть или разомкнуть. Если ключи соединить параллельно, получим логику ИЛИ, так как ток в цепи появится, когда замкнут или ключ А или ключ В. Когда ключи соединены последовательно, столбиком, то они работают по логике И: ток в цепи появится, если замкнуты оба контакта: А и В.

Если активными входными сигналами считать замыкание ключей А и В и назвать это событие логической 1, последовательно перебирая состояния этих ключей, можем составить таблицу входных и выходных данных как для элементов И, так и для элемента ИЛИ . На выходах этих элементов логическая 1 соответствует напряжению высокого уровня В, а логический О — низкого Н. Нетрудно видеть, что при последовательном соединении ключей А и В , напряжение высокого (т.е. единичного) уровня появится на выходе И, если будут одновременно замкнуты ключи А и В. При параллельном соединении напряжение высокого уровня будет на выходе ИЛИ, когда замкнут хотя бы один из ключей А или В. В таблице состояний, имеются также колонки инверсных данных И и ИЛИ, необходимые для последующего анализа работы электронных ключей.


Таблица данных логических элементов
 

Входные
переменнные
Выходная функция
А В И И ИЛИ ИЛИ
0 0 0 1 0 1
0 1 0 1 1 0
1 0 0 1 1 0
1 1 1 0 1 0



В основе всех цифровых микросхем КМОП находятся три логических элемента: И, ИЛИ и коммутационный ключ (КК). С помощью КК реализуются выходы с третьим состоянием очень большого выходного импеданса Z (практически разомкнуто). Полевые транзисторы можно соединять последовательно («столбиком»), поэтому элементы И, ИЛИ строятся по разным схемам и в отличие от ТТЛ здесь не надо переименовывать логические уровни. Для КМОП принято, чтобы 1 отображалась высоким уровнем, а 0 — низким.