Има различни типове налични логически семейства, които се използват при проектирането на цифрови логически схеми; Резисторна транзисторна логика (RTL), емитерно свързана логика (ECL), диодна транзисторна логика (DTL), комплементарна металооксидна полупроводникова логика (CMOS) и Транзистор-транзисторна логика (TTL) . От тези логически фамилии, DTL логическата фамилия се използва често преди 1960-те и 1970-те години, за да замени по-напредналите логически фамилии като CMOS и TTL. Диодно-транзисторната логика е клас на цифрови схеми който е проектиран с диоди и транзистори. Така че комбинацията от диоди и транзистори позволява създаването на сложни логически функции с доста малки компоненти. Тази статия предоставя кратка информация за DTL или диодна транзисторна логика и неговите приложения.
Какво е диодна транзисторна логика?
Диодната транзисторна логика е логическа схема, която принадлежи към семейството на цифровата логика, която се използва за създаване на цифрови схеми. Тази схема може да бъде проектирана с диоди и транзистори, където диодите се използват на входа, а транзисторите се използват на изхода, поради което е известен като DTL. DTL е специфичен клас верига, която се използва в съвременната цифрова електроника за обработка на електрически сигнали.
В тази логическа схема диодите са полезни за изпълнение на логически функции, докато транзисторите се използват за изпълнение на функциите на усилване. DTL има много предимства в сравнение с резистор транзисторна логика като; по-високите стойности на вентилация и висок марж на шума по този начин DTL се заменя от семейството RTL. The характеристики на диодната транзисторна логика включват главно; без дигитална култура, дигитален стратег, дигитален архитект, организационен пъргав, ориентиран към клиента, защитник на данните, дигитален озеленител на работното място и оптимизатор на бизнес процеси.
Диодна транзисторна логическа схема
Логическата схема на диодния транзистор е показана по-долу. Това е двувходова диодна транзисторна логическа NAND гейт схема. Тази схема е проектирана с два диода и транзистор, където два диода са обозначени с D1, а D2 и резисторът са обозначени с R1, което формира входната страна на логическата верига. Конфигурацията на транзистора Q1 CE и резистора R2 формират изходната страна. Кондензаторът 'C1' в тази верига се използва за подаване на ток на претоварване през цялото време на превключване и това намалява времето за превключване до известно ниво.
Логиката на диодния транзистор работи
Всеки път, когато и двата входа на веригите A и B са НИСКИ, тогава и двата диода D1 и D2 ще станат предубедени, като по този начин тези диоди ще провеждат в посока напред. По този начин захранването с ток поради захранването с напрежение (+VCC = 5V) ще се подава към GND през резистора R1 и двата диода. Захранващото напрежение се намалява в рамките на резистора R1 и няма да е достатъчно да се включи транзистор Q1, като по този начин транзисторът Q1 ще бъде в режим на прекъсване. Така че o/p на терминала 'Y' ще бъде логическа 1 или ВИСОКА стойност.
Когато някой от входовете е НИСКО, тогава съответният диод ще бъде предубеден, така че ще се случи подобна операция. Тъй като всеки един от тези диоди е предубеден, токът ще бъде подаден към земята през целия предубеден диод, като по този начин транзисторът 'Q1' ще бъде в режим на прекъсване, така че изходът на терминала 'Y' ще бъде високо или логично 1.
Когато и двата входа A и B са ВИСОКИ, тогава и двата диода ще бъдат обратно предубедени, като по този начин и двата диода няма да провеждат. Така че в това състояние напрежението от +VCC захранването ще бъде достатъчно, за да задвижи транзистора Q1 в режим на проводимост.
Следователно транзисторът провежда през емитерни и колекторни терминали. Цялото напрежение се намалява в рамките на резистора „R2“ и изходът на клемата „Y“ ще има НИСКО o/p и се счита за ниско или логическа 0.
Таблица на истината
Таблицата на DTL истината е показана по-долу.
|
А |
б | И |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Забавянето на логическото разпространение на диодния транзистор е доста голямо. Всеки път, когато всички входове са логически високи, тогава транзисторът ще премине в състояние на насищане и натрупване на заряд в базовата област. Всеки път, когато един вход е нисък, този заряд трябва да бъде премахнат, променяйки времето на разпространение. За да ускорите логиката на диодния транзистор по един начин, техниката е чрез добавяне на кондензатор към резистор R3. Тук този кондензатор помага за изключване на транзистора чрез елиминиране на натрупания заряд в базовия терминал. Кондензаторът в тази верига също така подпомага включването на транзистора чрез подобряване на първото основно задвижване.
Модифицирана диодна транзисторна логика
Модифицираният DTL NAND порт е показан по-долу. Големите стойности на компонентите на резисторите и кондензаторите са много трудни за икономично производство на IC. Така че следната схема на DTL NAND гейт може да бъде модифицирана за внедряване на IC чрез просто елиминиране на C1 кондензатора, намаляване на стойностите на резистора и използване транзистори & диоди, където е възможно. Тази модифицирана схема просто използва едно положително захранване и тази верига включва входен етап с диоди D1 и D2, резистор R3 и порта И, който се следва през транзисторен инвертор.
Работещ
Работата на тази верига е, че тази верига има два входни клеми A и B, а входните напрежения като A и B могат да бъдат ВИСОКИ или НИСКИ.
Ако и двата входа A и B са ниски или логическа 0, тогава и двата диода ще бъдат предубедени, така че потенциалът при „M“ е спадът на напрежението на един диод, който е 0,7 V. Въпреки че за да задвижите транзистора „Q“ в проводимост , тогава се нуждаем от 2,1 V, за да настроим диодите D3, D4 и BE прехода на 'Q' транзистора, като по този начин този транзистор е прекъсвач и осигурява изход Y = 1
Y = Vcc = логика 1 и за A = B = 0, Y = 1 или високо.
Ако някой от входовете A или B е нисък, тогава всеки един от входовете може да бъде свързан към GND с всеки терминал, свързан към +Vcc, еквивалентният диод ще провежда и VM ≅ 0,7 V & Q транзисторът ще бъде прекъснат и осигурете изход „Y“ = 1 или логически висок.
Ако A = 0 & B =1 (или) ако A = 1 & B = 0, тогава извежда Y = 1 или HIGH.
Ако два входа като A и B са ВИСОКИ и двата A и B са свързани просто към + Vcc, тогава и двата диода D1 и D2 ще бъдат обратно базирани и нямат проводимост. Диодите D3 и D4 са предубедени и токът в базовия терминал се подава просто към транзистора Q през Rd, D3 и D4. Транзисторът може да бъде поставен в състояние на насищане и напрежението o/p ще бъде ниско напрежение.
За A = B = 1, изходът Y = 0 или LOW.
Приложенията на модифициран DTL включват следното.
Възможно е по-голямо разпръскване поради последващите гейтове с висок импеданс с логическо условие HIGH. Тази схема има превъзходна устойчивост на шум. Използването на множество диоди вместо резистори и кондензатори ще направи тази схема много икономична във формата на интегрална схема.
Диоден транзистор логика NOR Gate
Диодната транзисторна логика NOR gate е проектирана подобно на DTL NAND gate с DRL OR gate с транзисторен инвертор. DTL NOR веригите могат да бъдат проектирани по-елегантно чрез просто комбиниране на различни DTL инвертори чрез общ изход. По този начин няколко инвертора могат да бъдат обединени, за да позволят необходимите входове за NOR gate.
Тази схема може да бъде проектирана с компонентите на DTL инверторната верига, освен захранване и две 4,7 K резистори , 1N914 или 1N4148 силициеви диоди. Свържете веригата според схемата, показана по-долу.
Работещ
След като връзките са направени, трябва да осигурите захранването на веригата. След това приложете четири възможни входни комбинации в A & B от захранването с dip превключвател. Сега за всяка входна комбинация трябва да запишете логическото условие на изхода „Q“, както е представено с LED & запишете този резултат. Сравнете резултатите с операцията NOR gate. След като приключите с вашите наблюдения, изключете захранването.
|
А |
б |
Y = (A+B)’ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Диодна транзисторна логика И порта
Логическият И порта на диодния транзистор е показан по-долу. В тази схема логическите състояния като; 1 и 0 се приемат като +5V положителна логика и 0V съответно.
Всеки път, когато който и да е вход от A1, A2 (или) A3 е в ниско логическо състояние, тогава диодът, който е свързан към този вход, ще бъде в предно отклонение след това, транзисторът ще влезе в състояние на прекъсване и изходът ще бъде LOW или логическа 0 По същия начин, ако и трите входа са на логическа 1, тогава нито един от диодите не провежда и транзисторът е силно проводим. След това транзисторът се насища и изходът ще бъде ВИСОКО или логическа 1.
Таблицата на истинността на логиката на диодния транзистор и гейта е показана по-долу.
|
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 |
Сравнение между DTL, TTL и RTL
Разликите между DTL, TTL и RTL са обсъдени по-долу.
| DTL | TTL |
RTL |
| Терминът DTL означава диодно-транзисторна логика. | Терминът TTL означава Transistor-Transistor Logic. | Терминът RTL означава Resistor-Transistor Logic. |
| В DTL логическите порти са проектирани с PN преходни диоди и транзистори. | В TTL логическите порти са проектирани с BJT.
|
В RTL логическите порти са проектирани с резистор и транзистор. |
| В DTL диодите се използват като i/p компоненти, а транзисторите се използват като o/p компоненти. | В TTL един транзистор се използва за усилване, докато друг транзистор се използва за превключване. | Резисторът в RTL се използва като i/p компонент, а транзисторът се използва като o/p компонент |
| DTL реакцията е по-добра в сравнение с RTL. | TTL реакцията е много по-добра от DTL & RTL. | RTL отговорът е бавен. |
| Загубата на мощност е ниска. | Има много ниска загуба на мощност. | Загубата на мощност е голяма. |
| Конструкцията му е сложна. | Конструкцията му е много проста. | Конструкцията му е проста. |
| DTL минималният вентилатор е 8. | Минималното TTL разклонение е 10. | RTL минималното вентилиране е 5. |
| Разсейването на мощността за всеки гейт обикновено е 8 до 12 mW. | Разсейването на мощността за всеки гейт обикновено е 12 до 22 mW. | Разсейването на мощността за всеки гейт обикновено е 12 mW. |
| Неговата шумоустойчивост е добра. | Неговата шумоустойчивост е много добра. | Неговата шумоустойчивост е средна. |
| Типичното му забавяне на разпространението за портата е 30 ns. | Типичното му забавяне на разпространението за портата е 12 до 6 ns. | Типичното му забавяне на разпространението за портата е 12 ns. |
| Неговата тактова честота е от 12 до 30 MHZ. | Неговата тактова честота е от 15 до 60 MHZ. | Неговата тактова честота е 8 MHZ. |
| Има доста голям брой функции. | Има много голям брой функции. | Има голям брой функции. |
| DTL логиката се използва в основни комутационни и цифрови схеми. | TTL логиката се използва в съвременни цифрови схеми и интегрални схеми. | RTL се използва в старите компютри. |
Предимства
Предимствата на диодната транзисторна логическа схема включват следното.
- Скоростта на превключване на DTL е по-бърза в сравнение с RTL.
- Използването на диоди в рамките на DTL вериги ги прави по-евтини, тъй като производството на диоди на ИС е по-просто в сравнение с резистори и кондензатори.
- Загубата на мощност в DTL вериги е много ниска.
- DTL веригите имат по-бързи скорости на превключване.
- DTL има по-голямо разпръскване и подобрена граница на шума.
The недостатъци на диодните транзисторни логически схеми включват следното.
- DTL има ниска работна скорост в сравнение с TTL.
- Той има изключително голямо забавяне на разпространението на портата.
- За висок вход, изходът на DTL преминава в насищане.
- Той генерира топлина по време на цялата работа.
Приложения
The приложения на логиката на диодния транзистор включват следното.
- Диодно-транзисторната логика се използва за проектиране и производство на цифрови схеми логически порти използвайте диоди във входния етап и BJT на изходния етап.
- DTL е специфичен тип верига, която се използва в съвременната цифрова електроника за обработка на електрически сигнали.
- DTL се използва за създаване на прости логически схеми.
По този начин, това е преглед на логиката на диодния транзистор , верига, работа, предимства, недостатъци и приложения. DTL веригите са по-сложни в сравнение с RTL веригите, но тази логика е променила RTL поради превъзходната му способност FAN OUT и подобрения марж на шума, но DTL има ниска скорост. Ето един въпрос към вас, какво е RTL?
