Home >Динамика отрасли>Динамика отрасли
Принципы транзисторных логических схем

Что такое транзистор?
Транзистор представляет собой твердотельный полупроводниковый прибор (включая диоды, триоды, полевые транзисторы, тиристоры и т. д.), который выполняет различные функции, такие как обнаружение, выпрямление, усиление, переключение, регулировка напряжения и модуляция сигнала. В качестве прерывателя цепи переменного тока транзистор может управлять выходным током в зависимости от входного напряжения. В отличие от обычных механических переключателей, таких как реле и переключатели, транзисторы используют электрические сигналы для включения и выключения, поэтому скорости переключения могут быть очень высокими, со скоростью переключения более 100 ГГц в лаборатории. Транзисторы обычно представляют собой твердотельные электронные устройства, изготовленные из полупроводниковых материалов. Циркуляцию тока можно изменить, добавив электроны. Этот процесс приводит к тому, что изменение напряжения пропорционально влияет на многие изменения выходного тока, тем самым увеличивая коэффициент усиления. За исключением большинства электронных устройств, не все электронные устройства содержат один или несколько типов транзисторов. Некоторые транзисторы размещаются индивидуально или обычно в интегральных схемах и варьируются в зависимости от состояния приложения.

В зависимости от производительности транзистора может быть сформирована логическая схема транзистора, которая широко используется в цифровой интегральной схеме.
Различные характеристики логической схемы одного типа (RTL, DTL, TTL):
Цифровые интегральные схемы — это логические схемы, которые выполняют логические операции и преобразования на цифровых интегральных схемах. Основными элементами логических схем являются схемы затворов и схемы триггеров. Схема триггера в основном состоит из различных цепей затвора и является основным блоком цифровой интегральной схемы. По рабочим характеристикам схема базового блока делится на три типа: логика насыщения (RTL, DTL, TTL), логика антинасыщения (STTL) и логика ненасыщения (ECL). В этой статье в основном представлены три логические схемы RTL, DTL и TTL.
Первая - это логика с резисторно-транзисторной связью (RTL), которая представляет собой схему вентиля НЕ-ИЛИ. Когда входной сигнал имеет высокий уровень, выходной сигнал имеет низкий уровень, выходной сигнал имеет низкий уровень громкости = 0,2 В, а выходной сигнал имеет высокий уровень громкости = 1 В при использовании ступенчатого соединения, схема имеет медленную скорость, низкую грузоподъемность, анти- помехоустойчивость плохие характеристики. Схема показана на рисунке 1:
Вторая представляет собой логическую схему с диодно-транзисторной связью (DTL), которая представляет собой схему затвора НЕ-И. Пока входной сигнал низкий, выходной высокий. Выход низкий только тогда, когда все входы высокие. Для схемы RTL ее нагрузочная способность и помехоустойчивость улучшились, но скорость цепи по-прежнему очень низкая.

微信截图_20220602130742.png

Третий тип — это ворота TTL NAND, которые мы используем. Как показано на рисунке, поскольку входной каскад и выходной каскад состоят из транзисторов, он называется транзисторно-транзисторным логическим транзистором или схемой ТТЛ для краткости. На самом деле, существует много видов схем TTL-затворов, таких как затвор НЕ, затвор И-НЕ, затвор ИЛИ-НЕ, затвор-НЕ-И и затвор-И-И-выход OC. Хотя существует множество типов, основные принципы работы схожи. Итак, давайте представим классическую схему затвора TTL NAND.
И поскольку в транзисторе участвуют две полярности носителей, эта схема является биполярной.
Входной каскад: T1 представляет собой транзистор с несколькими эмиттерами, который можно рассматривать как диод, как показано на рисунке 4. Таким образом, из рисунка видно, что входной каскад представляет собой схему затвора И: C= D1·D2·D3 . Только когда D1, D2 и D3 равны 1, C выводит 1, а остальные C равны 0.
Промежуточный каскад: состоит из транзистора Т2 и резисторов R2 и R3. В процессе включения схемы эффект усиления T2 используется для обеспечения большего базового тока для выходной лампы T3, что ускоряет проводимость выходной лампы. Следовательно, роль промежуточного каскада заключается в увеличении скорости включения выходной лампы и повышении производительности схемы.
Выходной каскад: состоит из транзисторов Т3, Т4, Т5 и резистора R5. Как показано на рисунке 3, на рисунке 3 триод T5 не является схемой затвора, а на рисунке 3 T3 и T5 являются выходными каскадами схемы затвора TTL NAND. Как видно из рисунка, выходной каскад реализует операцию логического отрицания триодом Т5. Однако в схеме выходного каскада активная нагрузка, состоящая из транзисторов T4, T3 и R4, используется для замены резистора R4 в схеме триода без затвора, чтобы выходной каскад имел большую нагрузочную способность. Среди них Т4 может играть защитную роль при обратном пробое триода.
Принцип уровня TTL:
Сигнал уровня TTL наиболее часто используется, потому что данные обычно выражаются в двоичном виде, +5 В эквивалентно логической «1», а 0 В эквивалентно логическому «0», который называется TTL (транзисторно-транзисторная логика, транзистор, транзисторная логическая схема). . Ping) сигнальная система, которая представляет собой стандартный метод связи между частями устройства, управляемого компьютерным процессором.
Во-первых, передача данных внутри устройства, управляемого процессором компьютера, имеет низкое энергопотребление и малые тепловые потери, кроме того, сигналы уровня ТТЛ напрямую подключаются к интегральной схеме, что устраняет необходимость в дорогостоящих схемах драйвера и приемника линии. Кроме того, поскольку передача данных внутри устройства, управляемого процессором компьютера, осуществляется на высокой скорости, работа интерфейса TTL как раз может удовлетворить это требование, поэтому уровень TTL является хорошим выбором для устройства управления процессором компьютера. .
В большинстве случаев связь типа TTL использует параллельную передачу данных, и этот метод передачи не подходит для расстояний, превышающих 10 футов. Это связано как с надежностью, так и с ценой. Поскольку в параллельных интерфейсах возникают проблемы фазового перекоса и асимметрии, эти проблемы влияют на надежность.
Высокий уровень выхода TTL> 2,4 В, низкий уровень выхода <0,4 В. При комнатной температуре общий высокий уровень выходного сигнала составляет 3,5 В, а низкий уровень выходного сигнала — 0,2 В. Минимальный входной высокий уровень и низкий уровень: входной высокий уровень> -2,0 В, входной низкий уровень <= 0,8 В, допуск на шум составляет 0,4 В.
Схема ТТЛ представляет собой устройство контроля тока. Скорость схемы TTL высокая, время задержки передачи короткое (5-10 нс), но потребляемая мощность велика.
Выходной низкий уровень устройства TTL должен быть меньше 0,8 В, а высокий уровень должен быть больше 2,4 В. Вход, ниже 1,2 В считается 0, выше 2,0 считается 1.
Другими распространенными приложениями TTL являются вентили TTL NAND с четырьмя трубками, схемы STTL и LSTTL, LSTTL и т. Д.
EBYTE стремится стать экспертом в области приложений Интернета вещей. Компания также имеет множество патентов на изобретения в области производства микросхем. Если вы хотите узнать больше свежей и популярной информации, обратите внимание на следующие официальные платформы EBYTE.

Recommend