Существуют различные типы логических семейств, которые используются при разработке цифровых логических схем; Резисторно-транзисторная логика (RTL), эмиттерно-связанная логика (ECL), диодно-транзисторная логика (DTL), дополнительная металлооксидно-полупроводниковая логика (CMOS) и Транзисторно-транзисторная логика (TTL) . Из этих логических семейств семейство логики DTL обычно использовалось до 1960-х и 1970-х годов для замены более продвинутых логических семейств, таких как КМОП и ТТЛ. Диодно-транзисторная логика – это класс цифровые схемы который разработан с диодами и транзисторами. Таким образом, комбинация диодов и транзисторов позволяет выполнять сложные логические функции с довольно небольшими компонентами. В этой статье представлена краткая информация о DTL или диодно-транзисторная логика и его приложения.
Что такое диодно-транзисторная логика?
Диодно-транзисторная логика — это логическая схема, принадлежащая к семейству цифровой логики, которая используется для создания цифровых схем. Эту схему можно спроектировать с диоды и транзисторы, в которых диоды используются на входной стороне, а транзисторы используются на выходной стороне, поэтому они известны как DTL. DTL — это особый класс схем, который используется в современной цифровой электронике для обработки электрических сигналов.
В этой логической схеме диоды используются для выполнения логических функций, а транзисторы используются для выполнения функций усиления. DTL имеет много преимуществ по сравнению с резистор транзисторная логика типа; более высокие значения разветвления и высокий запас по шуму, таким образом, DTL заменяет семейство RTL. Характеристики диодно-транзисторной логики в основном включают; бескультурный цифровой специалист, цифровой стратег, цифровой архитектор, специалист по организационной гибкости, клиентоцентрист, защитник данных, ландшафтный дизайнер цифровых рабочих мест и оптимизатор бизнес-процессов.
Диодно-транзисторная логическая схема
Логическая схема диодного транзистора показана ниже. Это схема логического вентиля И-НЕ на диодном транзисторе с двумя входами. Эта схема состоит из двух диодов и транзистора, где два диода обозначены D1, а D2 и резистор обозначены R1, который образует входную сторону логической схемы. Конфигурация CE транзистора Q1 и резистор R2 образуют выходную сторону. Конденсатор «C1» в этой схеме используется для создания тока перегрузки в течение всего времени переключения, что уменьшает время переключения до определенного уровня.
Диодно-транзисторная логика работает
Всякий раз, когда на обоих входах цепей A и B НИЗКИЙ уровень, оба диода D1 и D2 будут смещены в прямом направлении, таким образом, эти диоды будут проводить ток в прямом направлении. Таким образом, подача тока из-за напряжения питания (+VCC = 5 В) будет поступать на землю через резистор R1 и два диода. Напряжение питания снижается внутри резистора R1, и его будет недостаточно для включения транзистора Q1, поэтому транзистор Q1 будет находиться в режиме отсечки. Таким образом, выходной сигнал на клемме «Y» будет иметь логическую 1 или ВЫСОКОЕ значение.
Когда на любом из входов НИЗКИЙ уровень, соответствующий диод будет смещен в прямом направлении, поэтому произойдет аналогичная операция. Поскольку любой из этих диодов смещен в прямом направлении, ток будет поступать на землю через весь диод с прямым смещением, таким образом, транзистор Q1 будет находиться в режиме отсечки, поэтому выходной сигнал на клемме Y будет высокий или логическая 1.
Всякий раз, когда на обоих входах A и B высокий уровень, оба диода будут смещены в обратном направлении, поэтому оба диода не будут проводить ток. Таким образом, в этом состоянии напряжения источника +VCC будет достаточно, чтобы перевести транзистор Q1 в режим проводимости.
Следовательно, транзистор проводит ток по выводам эмиттера и коллектора. Все напряжение снижается внутри резистора «R2», и выход на клемме «Y» будет иметь НИЗКИЙ уровень o/p и считается низким или логическим 0.
Таблица истинности
Таблица истинности DTL показана ниже.
|
А |
Б | И |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Задержка распространения логики диодного транзистора довольно велика. Всякий раз, когда все входы имеют высокий логический уровень, транзистор переходит в состояние насыщения и накопления заряда в базовой области. Всякий раз, когда на одном из входов низкий уровень, этот заряд следует удалить, изменяя время распространения. Одним из способов ускорения логики диодного транзистора является добавление конденсатора к резистору R3. Здесь этот конденсатор помогает выключить транзистор, устраняя накопленный заряд на выводе базы. Конденсатор в этой схеме также помогает включить транзистор за счет усиления возбуждения первой базы.
Модифицированная диодно-транзисторная логика
Модифицированный вентиль DTL NAND показан ниже. Компоненты резисторов и конденсаторов больших номиналов очень сложно экономично изготовить для ИС. Таким образом, следующую схему затвора DTL NAND можно модифицировать для реализации IC, просто исключив конденсатор C1, уменьшив номиналы резистора и используя транзисторы и диоды везде, где это возможно. В этой модифицированной схеме просто используется один положительный источник питания, и эта схема включает в себя входной каскад с диодами D1 и D2, резистор R3 и логический элемент И, который проходит через транзисторный инвертор.
Работающий
Работа этой схемы заключается в том, что эта схема имеет две входные клеммы A и B, а входные напряжения, такие как A и B, могут быть ВЫСОКИМ или НИЗКИМ.
Если на обоих входах A и B низкий уровень или логический 0, то оба диода будут смещены в прямом направлении, таким образом, потенциал на «M» представляет собой падение напряжения на одном диоде, которое составляет 0,7 В. Хотя для перевода транзистора «Q» в режим проводимости , тогда нам нужно 2,1 В для прямого смещения диодов D3, D4 и перехода BE транзистора Q, таким образом, этот транзистор является отсечкой и обеспечивает выходной сигнал Y = 1.
Y = Vcc = логическая 1, а для A = B = 0 Y = 1 или High.
Если на каком-либо из входов A или B низкий уровень, то любой из входов можно подключить к GND, а любую клемму подключить к +Vcc, эквивалентный диод будет проводить ток, а транзистор VM ≅ 0,7 В и добротность будет отключен. и обеспечьте выходной сигнал «Y» = 1 или высокий логический уровень.
Если A = 0 и B = 1 (или), если A = 1 и B = 0, то выведите Y = 1 или HIGH.
Если два входа, такие как A и B, имеют высокий уровень, и оба A и B подключены просто к + Vcc, то оба диода D1 и D2 будут работать в обратном направлении и не будут проводить ток. Диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении, и ток на клемме базы подается просто на Q-транзистор через Rd, D3 и D4. Транзистор можно перевести в состояние насыщения, и напряжение на выходе будет низким.
Для A = B = 1 выход Y = 0 или LOW.
Приложения модифицированного DTL включают следующее.
Большее разветвление возможно благодаря тому, что последующие вентили имеют высокий импеданс с состоянием ВЫСОКАЯ логика. Эта схема имеет превосходную помехоустойчивость. Использование нескольких диодов вместо резисторов и конденсаторов сделает эту схему очень экономичной в форме интегральной схемы.
Диодно-транзисторная логика NOR Gate
Диодно-транзисторный логический вентиль ИЛИ устроен аналогично вентилю И-НЕ DTL с вентилем ИЛИ ДРЛ с транзисторным инвертором. Схемы DTL NOR можно спроектировать более элегантно, просто объединив различные инверторы DTL через общий выход. Таким образом, несколько инверторов можно объединить, чтобы обеспечить необходимые входы для вентиля ИЛИ.
Эта схема может быть спроектирована с использованием компонентов схемы инвертора DTL, кроме источник питания и два 4,7 К резисторы , 1N914 или 1N4148 кремниевые диоды. Подключите цепь согласно схеме, показанной ниже.
Работающий
После того, как соединения выполнены, необходимо обеспечить подачу питания в схему. После этого примените четыре возможные входные комбинации к A и B от источника питания с помощью DIP-переключателя. Теперь для каждой входной комбинации необходимо записать логическое состояние выхода «Q», представленное символом ВЕЛ И запишите этот вывод. Сравните результаты с работой вентиля NOR. Закончив наблюдения, отключите питание.
|
А |
Б |
Y = (A+B)’ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Диодно-транзисторная логика И ворота
Логическая схема И диодного транзистора показана ниже. В этой схеме логика гласит: 1 и 0 принимаются как положительная логика +5 В и 0 В соответственно.
Всякий раз, когда какой-либо вход A1, A2 (или) A3 находится в низком логическом состоянии, диод, подключенный к этому входу, будет находиться в прямом смещении, после этого транзистор отключится, а на выходе будет НИЗКИЙ уровень или логический 0. Аналогично, если все три входа имеют логическую 1, то ни один из диодов не проводит ток, а транзистор проводит сильно. После этого транзистор насыщается, и на выходе появляется ВЫСОКИЙ уровень или логическая 1.
Таблица истинности логики и затвора диодного транзистора показана ниже.
|
А1 |
А2 | А3 |
Y = А.Б. |
|
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 |
Сравнение DTL, TTL и RTL
Различия между DTL, TTL и RTL обсуждаются ниже.
| ДТЛ | ТТЛ |
РТЛ |
| Термин DTL означает диодно-транзисторную логику. | Термин ТТЛ означает «транзисторно-транзисторная логика». | Термин RTL означает резисторно-транзисторную логику. |
| В DTL логические элементы состоят из диодов и транзисторов с PN-переходом. | В TTL логические элементы разработаны с использованием BJT.
|
В RTL логические элементы состоят из резистора и транзистора. |
| В DTL диоды используются в качестве компонентов i/p, а транзисторы — в качестве компонентов o/p. | В ТТЛ один транзистор используется для усиления, а другой — для переключения. | Резистор в RTL используется как компонент i/p, а транзистор используется как компонент o/p. |
| Ответ DTL лучше по сравнению с RTL. | Ответ TTL намного лучше, чем DTL и RTL. | Ответ RTL медленный. |
| Потери мощности низкие. | Он имеет очень низкие потери мощности. | Потери мощности большие. |
| Его конструкция сложна. | Его конструкция очень проста. | Его конструкция проста. |
| Минимальное количество разветвлений DTL — 8. | Минимальное разветвление TTL — 10. | Минимальное разветвление RTL — 5. |
| Рассеиваемая мощность для каждого затвора обычно составляет от 8 до 12 мВт. | Рассеиваемая мощность для каждого затвора обычно составляет от 12 до 22 мВт. | Рассеиваемая мощность для каждого затвора обычно составляет 12 мВт. |
| Помехоустойчивость у него хорошая. | Помехоустойчивость у него очень хорошая. | Помехоустойчивость средняя. |
| Его типичная задержка распространения для затвора составляет 30 нс. | Его типичная задержка распространения для затвора составляет от 12 до 6 нс. | Его типичная задержка распространения для затвора составляет 12 нс. |
| Его тактовая частота составляет от 12 до 30 МГц. | Его тактовая частота составляет от 15 до 60 МГц. | Его тактовая частота составляет 8 МГц. |
| Имеет довольно большое количество функций. | Он имеет очень большое количество функций. | Имеет большое количество функций. |
| Логика DTL используется в базовых коммутационных и цифровых схемах. | Логика TTL используется в современных цифровых и интегральных схемах. | RTL используется в старых компьютерах. |
Преимущества
К преимуществам диодно-транзисторной логической схемы можно отнести следующее.
- Скорость переключения DTL выше, чем у RTL.
- Использование диодов в схемах DTL удешевляет их, поскольку изготовление диодов на ИС проще по сравнению с резисторами и конденсаторами.
- Потери мощности в цепях DTL очень низкие.
- Цепи DTL имеют более высокую скорость переключения.
- DTL имеет большее разветвление и улучшенный запас по шуму.
Недостатки диодно-транзисторных логических схем включая следующее.
- ДТЛ имеет низкую скорость работы по сравнению с ТТЛ.
- Он имеет чрезвычайно большую задержку распространения сигнала.
- При высоком входном сигнале выход DTL переходит в состояние насыщения.
- Во время работы он выделяет тепло.
Приложения
применение диодно-транзисторной логики включая следующее.
- Диодно-транзисторная логика используется для проектирования и изготовления цифровых схем, в которых логические элементы используйте диоды на входном этапе и биполярные транзисторы на выходном этапе.
- DTL — это особый тип схемы, которая используется в современной цифровой электронике для обработки электрических сигналов.
- DTL используется для создания простых логических схем.
Таким образом, это обзор диодно-транзисторной логики , схема, работа, преимущества, недостатки и применение. Схемы DTL более сложны по сравнению со схемами RTL, но эта логика изменила RTL из-за ее превосходных возможностей FAN OUT и увеличенного запаса по шуму, но DTL имеет низкую скорость. Вот вам вопрос, что такое RTL?
