ТТЛ та КМОН технології

Мікросхеми ТТЛ

Транзисторно-транзисторна логіка (ТТЛ, TTL) – різновид цифрових логічних мікросхем, побудованих на основі біполярних транзисторів і резисторів.
Названі так тому, що транзистори в цих мікросхемах виконують не тільки логічні функції, але ще й підсилюють сигнал.
Стандартним живленням для всіх мікросхем ТТЛ-логіки обрано +5 вольт. Тому і рівень логічної “1” у них близько +5 вольт (логічний “0” близько 0 Вольт).

Логічний елемент мікросхем серії ТТЛ в спрощеному вигляді виглядає приблизно так:

TTL_npn

Спеціально для таких мікросхем були створені багато емітерні транзистори (на рисунку показаний логічний елемент 2І-НЕ).

При нульовому рівні на будь-якому вході багато емітерного транзистора VT1 він працює в нормальному режимі і формує на базі VT2 потенціал близький до нуля. У цьому стані неосновні носії з бази VT2 розсмоктуються не тільки через колектор, а й через відкритий VT1.

Якщо нуль подається на один з входів VT1, то спостерігається максимальний вхідний струм I = (E-0,7)/R1. У цьому випадку через на інших емітерних переходах може спостерігатися паразитний струм. Щоб він не був занадто великим невикористані входи елемента приєднуються до джерела живлення +5, -5В через резистор з опором 1 кОм, який може працювати на 10 входів ТТЛ. Якщо вільні входи не підключаються ні до чого, то логіка роботи схеми зберігається але паразитна ємність вхідних ланцюгів буде зменшувати швидкодію ланцюга з розрахунку 2 нс на 1 вхід. Вільні входи можуть сприймати сигнал перешкоди, який може привести до збою в роботі схеми.

Якщо на всі входи надходить рівень логічної одиниці, то VT1 буде інверсно-включеним, струм R1 тече через колектор VT1 в базу VT2, на виході формується нуль.

З вітчизняних мікросхем з ТТЛ логікою найбільш поширені мікросхеми серій 155, 555, 133.



Мікросхеми КМОН

В мікросхемах серії КМОН (комплементарний метал-оксидний-напівпровідник; англ. CMOS, Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor) використовуються польові транзистори з каналами різної провідності.

Відмінною особливістю схем КМОН в порівнянні з біполярними технологіями (ТТЛ) є дуже мале енергоспоживання і вища швидкодія.
Тому КМОН-технології в першу чергу отримали широке поширення в пристроях з автономним живленням, де вимагалося енергозбереження – в електронному годиннику, калькуляторах і т.д.

Ще одна особливість КМОН-мікросхем це їх некритичність до живлення.
Приміром: мікросхеми 176-й серії при стандартному живленні + 9 В зберігають працездатність в межах + 5 В …. + 15 В. Тому для більшості пристроїв на цих мікросхемах не вимагається стабілізаторів.

У спрощеному вигляді елемент КМОН мікросхеми виглядає так:

Cmos

     Якщо на обидва входи A і B подано високий рівень, то обидва транзистори знизу на схемі відкриті, а обидва верхніх закриті, тобто вихід з’єднаний з землею.
     Якщо хоча б на один із входів подати низький рівень, відповідний транзистор зверху буде відкритий, а знизу закритий. Таким чином, вихід буде сполучений з напругою живлення і від’єднаний від землі.

Найбільш поширені вітчизняні мікросхеми КМОН технології: серії 176, 561, 564


Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.