Устройство логических элементов (ДТЛ, ТТЛ)

Содержание

Слайд 2

Полупроводниковый диод Полупроводниковые диоды используют свойство односторонней проводимости p-n перехода: контакт

Полупроводниковый диод

Полупроводниковые диоды используют свойство односторонней проводимости p-n перехода:

контакт между полупроводниками

с разным типом
примесной проводимости (p- или n-), либо
между полупроводником и металлом (Диод Шоттки).

СВЧ-диоды
Стабилитроны
Стабисторы
Варикапы
Светодиоды
Фотодиоды
Pin диод
Лавинный диод
Лавинно-пролётный диод
Диод Ганна
Туннельные диоды
Обращённые диоды

Виды диодов

Слайд 3

Полупроводниковый транзистор Транзистор - полупроводниковый прибор изготавливаемый в основном из кремния

Полупроводниковый транзистор

Транзистор - полупроводниковый прибор изготавливаемый в основном из кремния или

германия.
Транзисторы бывают двух видов
- однополярные (полевые) и
- двухполярные (биполярные).
По проводимости тоже бывают двух видов:
транзисторы прямой проводимости (p-n-p) и
транзисторы обратной проводимости (n-p-n).
Слайд 4

Режимы работы биполярных транзисторов Режим отсечки. Это режим, при котором и

Режимы работы биполярных транзисторов

Режим отсечки. Это режим, при котором и эмиттерный

и коллекторный переходы закрыты. Ток базы Iб в этом случае равен нулю. Ток коллектора Iк будет равен обратному току. Уравнение динамического режима будет иметь вид:
Uкэ = Eк - Iкбо · Rк
Произведение Iкбо · Rк →0. Значит, Uкэ → Eк.
Режим насыщения. Это режим, когда и эмиттерный, и коллекторный переходы открыты, в транзисторе происходит свободный переход носителей зарядов. Следовательно, ток базы будет максимальный Iб = max, а ток коллектора будет равен току коллектора насыщения Iк ≈ Iк.н.;
Uкэ = Eк - Iк.н · Rк
Произведение Iк.н ∙ Rк → Eк. Значит, Uкэ → 0.
Линейный режим. Это режим, при котором эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт.
Iб.max > Iб > 0; Iк.н. > Iк > Iкбо; Eк > Uкэ > Uкэ.нас
Слайд 5

Ключевой режим биполярных транзисторов. Ключевым режимом работы транзистора называется такой режим,

Ключевой режим биполярных транзисторов.

Ключевым режимом работы транзистора называется такой режим, при

котором рабочая точка транзистора скачкообразно переходит из режима отсечки в режим насыщения и наоборот, минуя линейный режим.
Резистор Rб ограничивает ток базы транзистора, чтобы он не превышал максимально допустимого значения.
В промежуток времени от 0 до t1 входное напряжение и ток базы близки к нулю, и транзистор находится в режиме отсечки. Напряжение Uкэ, является выходным и будет близко к Eк.
В промежуток времени от t1 до t2 входное напряжение и ток базы транзистора становятся максимальными, и транзистор перейдёт в режим насыщения.
После момента времени t2 транзистор переходит в режим отсечки.
Вывод: транзисторный ключ является инвертором, т. е. изменяет фазу сигнала на 180 градусов
Слайд 6

Диодно-транзисторная логика (ДТЛ)

Диодно-транзисторная логика (ДТЛ)

Слайд 7

Базовые элементы ДТЛ ИЛИ (положительная логика) И (положительная логика) НЕ (положительная логика)

Базовые элементы ДТЛ

ИЛИ (положительная логика)

И (положительная логика)

НЕ (положительная логика)

Слайд 8

активный элемент 3И Элемент ДТЛ (положительная логика)

активный элемент 3И

Элемент ДТЛ (положительная логика)

Слайд 9

Элемент ДТЛ с усовершенствованной входной цепью

Элемент ДТЛ с усовершенствованной входной цепью

Слайд 10

Принципиальная схема сложного выходного инвертора Сложный выходной инвертор

Принципиальная схема сложного выходного инвертора

Сложный выходной инвертор

Слайд 11

Принципиальная схема логического элемента 6И семейства ДТЛ К109ЛИ1

Принципиальная схема логического элемента 6И семейства ДТЛ К109ЛИ1

Слайд 12

Напряжение питания……………………………………………………………… 6 В Потребление мощности на каждый логический элемент……………………9 мВт

Напряжение питания……………………………………………………………… 6 В
Потребление мощности на каждый логический элемент……………………9 мВт
Быстродействие ……………………………………………………………………30

нс
Статическая помехоустойчивость ……………………………………………….1,2 В
Температурный диапазон………………………………………………от 0 до +75 °С
Коэффициент нагрузки на входе…………………………………………………1
Коэффициент нагрузки на выходе………………………………………………..8
Входное напряжение ВЫСОКОГО (нижняя граница)…………………….......3,6 В
Входное напряжение НИЗКОГО уровня (верхняя граница)………………….1,4 В
Выходное напряжение ВЫСОКОГО уровня (нижняя граница)………………4,0 В
Выходное напряжение НИЗКОГО уровня (верхняя граница)………………..0,5 В

Основные параметры семейства ДТЛ

Слайд 13

Медленная, помехоустойчивая логика (МПЛ) МПЛ-схема со стабилитроном (диод Зенера) (элемент 3И-НЕ,

Медленная, помехоустойчивая логика (МПЛ)

МПЛ-схема со стабилитроном
(диод Зенера)
(элемент 3И-НЕ, положительная логика)

Диапазоны

уровней схемы МПЛ

ДТЛ-схемы семейства медленной помехоустойчивой логики применяются прежде всего для управления двигателями, так как в помещениях с приводными двигателями, например, цехах, машинных залах обычно наводятся сильные помехи по напряжению и помехоустойчивость электронных логических схем управления особенно важна.

Слайд 14

Схема МПЛ элемента 5И-НЕ FZH125 Siemens Цоколёвка микросхемы МПЛ-элементы производятся для

Схема МПЛ элемента 5И-НЕ FZH125 Siemens

Цоколёвка микросхемы

МПЛ-элементы производятся для напряжений питания

12 и 15 В. 
Слайд 15

Iвх”0” = – 1 мA Iвх”1” = 1 мкA Принципиальная схема

Iвх”0” = – 1 мA
Iвх”1” = 1 мкA

Принципиальная схема базового логического

элемента микросхемы серии К511 - (К511ЛА4 - 2 элемента 4И-НЕ)

Высокопороговая логика (ВПЛ)

Uпит = 15 В с разбросом от 1 до 20 В
Время задержки t1,0зд ≤ 150 нс, t0,1зд ≤ 300 нс
Нагрузочная способность Кн = 20
Мощность потребления U0вых ≤ 225 мВт, U1вых ≤ 75 мВт
При Uпит = 15 В – U0пор = 6 В, U1пор = 8 В, U0вых маx = 1,5 В, U1вых мin = 15,5 В

Высокопороговая логика применяется в системах промышленной автоматики и телеуправления

Слайд 16

Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)

Транзисторно-транзисторная логика
(ТТЛ)

Слайд 17

Многоэмиттерные транзисторы Биполярный транзистор, который имеет несколько эмиттерных областей. называют многоэмиттерным

Многоэмиттерные транзисторы

Биполярный транзистор, который имеет несколько эмиттерных областей. называют многоэмиттерным транзистором

Многоэмиттерные

транзисторы, в которых каждая эмиттерная область имеет отдельный внешний вывод, используются в транзисторно-транзисторной логике в качестве логического элемента «И».
Слайд 18

Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)

Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)