Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:elt:question51

Вопрос №51. Основные логические операции и их схемотехническая реализация

Операция "НЕ"



Операция «НЕ», или отрицание, может быть реализована на транзисторном ключе.





При высоком уровне входного сигнала транзистор открыт, и выход оказывается подключен к земле, т.е. выходной логический сигнал равен нулю. И наоборот, когда на входе низкий потенциал, транзистор закрывается, и на выходе появляется высокое напряжение +E, т.е. логическая единица.

Операция "И"

<m>F = A wedge B = AB</m>

Операция «И» - логическое умножение, или конъюнкция - определяется следующей таблицей истинности:

<m>tabular{110001}{1111}{A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1}</m>

Простейшая её реализация - на диодах.





Если хотя бы один из входов схемы заземлить, выход F через соответствующий диод оказывается подключён к земле, т.е., при хотя бы одном логическом «нуле» на входе выходная логическая функция F будет равна 0.

Для того, чтобы на выходе был высокий потенциал, на оба входа должны быть поданы единичные напряжения.

Операция "ИЛИ"

<m>F = A v B</m>

Операция «ИЛИ» - логическое сложение, или дизъюнкция - определяется следующей таблицей истинности:

<m>tabular{110001}{1111}{A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1}</m>

Операция может быть реализована на диодах.





Если хотя бы на один из входов подано высокое напряжение, через соответствующий диод и внешнюю выходную цепь протекает ток, и высокое напряжение оказывается на выходе F.

Для того, чтобы на выходе был логический 0, нули должны быть на обоих входах схемы.

Операция "И НЕ"

Операция «И НЕ», или «инверсия И», обозначается так:



<m>tabular{110001}{1111}{A B F 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0}</m>

Электронный элемент, реализующий эту функцию, наряду с элементом, реализующим функцию «ИЛИ НЕ», является основой серии логических интегральных микросхем. Такая серия, построенная на биполярных транзисторах, называется транзисторно-транзисторной логикой, или логикой ТТЛ-типа.

Элемент «И НЕ» такой логики представлен на рисунке:




Если на всех входах многоэмиттерного транзистора присутствуют высокопотенциальные уровни, управляющий pn-переход этого транзистора закрыт, а переход «база-коллектор» смещен в прямом направлении.

Благодаря этому возникают условия для протекания тока через управляющие переходы транзисторов VT2 и VT4.

Транзистор VT4 подключает выход F к земле, т.е. обеспечивает на выходе логический ноль.

При подаче на один из входов транзистора VT1 низкого напряжения, управляющий переход этого транзистора открывается, и потенциал базы транзистора VT1 оказывается близок к нулю.

В результате, закрывается переход «База-коллектор» транзистора VT1, возрастает потенциал транзистора VT2, в результате чего открывается транзистор VT3.

От «плюса» источника питания через этот транзистор и внешнюю цепь течёт ток, обеспечивающий на выходе логическую единицу.

Операция "ИЛИ НЕ"

Операция «ИЛИ НЕ», или «инверсия ИЛИ», обозначается выражением:

и таблицей истинности:

<m>tabular{110001}{1111}{A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0}</m>

Один из основных элементов МДП-логики, реализующих эту функцию, представлен на рисунке:





Если потенциалы обоих входов равны нулю, проводящие каналы транзисторов VT1 и VT2 не образуются, и эти транзистора остаются закрыты.

В транзисторах VT3 и VT4 образуются проводящие каналы p-типа, и сопротивление между стоками и истоками оказывается минимальным.

В результате выход F схемы изолирован от земли транзисторами VT1 и VT2 и подключён к высокому потенциалу VT3 и VT4.
На выходе - логическая единица.

Если хотя бы на один из входов подать высокое напряжение, один из верхних транзисторов (VT3, VT4) закроется, а один из нижних откроется.
К выходу будет подключено низкое напряжение логического нуля.

examination/elt/question51.txt · Последние изменения: 2014/01/15 12:16 (внешнее изменение)