Logica tranzistorului cu conexiuni directe (TLSL) se bazează pe conectarea paralelă (sau serioasă) a comutatoarelor tranzistorilor și folosind o sarcină colectivă comună (Figura 3.4). Structurally, tranzistoarele T1, T2, T3 sunt combinate în colector și conectate prin rezistorul Rk la magistrala Ek. Semnalele de intrare sunt alimentate la baza tranzistorilor. Ieșirile sunt conectate la intrările acelorași elemente. Circuitul este calculat astfel încât atunci când se aplică o tensiune ridicată (corespunzătoare unei logice) la baza unuia sau a mai multor tranzistori, tranzistorii se saturează, iar potențialul de ieșire este redus la un nivel scăzut - potențialul rezidual U 0 = Uost.
Fig. 3.4. Logica de bază a TPLN
Potențialul de ieșire corespunde unei logici zero, iar toate tranzistoarele de sarcină se dovedesc a fi blocate. Atunci când potențialul redus corespunzător logicii 0 este aplicat intrărilor tranzistorilor T1, T2, T3, toate tranzistoarele sunt blocate, potențialul lor de colector crește, tinzând să atingă nivelul Ek. În acest caz, tranzistorii ulteriori sunt deblocați, deoarece potențialul tensiunii de ieșire corespunde potențialului de bază al tranzistorului saturat. Acest potențial corespunde și celui logic. Astfel, în logica pozitivă, TLSN efectuează o operație de disjuncție, realizând funcția de ieșire
Aceasta corespunde porții OR. Principalul avantaj al elementului TMLN este simplitatea acestuia. Principalul dezavantaj este dependența puternică a proceselor de caracteristicile tranzistorilor. Acest lucru se manifestă, în primul rând, în schimbarea nivelelor de semnal cu o schimbare a numărului de intrări și încărcare.
Curenții de bază ai colectorilor sunt distribuiți neuniform datorită răspândirii parametrilor tranzistorilor. Există o interceptare a curenților de tranzistori. În acest caz, cea mai mare parte a curentului sursei Ek va curge în baza unuia dintre tranzistori, în timp ce modurile de saturație rămase nu vor fi atinse. Funcționarea circuitelor TLSN devine nesigură.
Nesiguranța muncii TLDN a dus la căutarea unor opțiuni mai avansate. A apărut logica tranzistorului cu cuplaj rezistiv (TLRS și RTL). Principala diferență este includerea în circuitele de bază a tranzistorilor și a rezistențelor cu o impedanță de ordinul a 102 Ohm (Figura 3.5). Prezența rezistențelor vă permite să egalizați curenții de intrare în circuitele de bază. Rezistența rezistențelor Rbi trebuie să fie mare pentru a egaliza caracteristicile de intrare și, în același timp, suficient de mică pentru a nu împiedica saturarea tranzistorilor datorită reducerii curentului de bază. Aceste cerințe contradictorii sunt satisfăcute de un anumit raport optim Rb / Rk, la care capacitatea devine maximă.
Fig. 3.5. Schema logică RTL
De asemenea, trebuie remarcat faptul că introducerea rezistențelor RBi reduce viteza circuitului datorită creșterii duratei frontalei cheii.
Circuitul implementează funcția
Resistor-capacitiv logic tranzistor
Pentru a reduce efectul rezistenței asupra vitezei elementului, este de dorit să-l dați cu un condensator de capacitate mică. Logica în care se realizează acest principiu se numea logica tranzistorului rezistiv-capacitiv (RETL) (Figura 3.6).
Fig. 3.6. Schema logică RETL
Structurally, un astfel de condensator este obținut ca o joncțiune inversă pn. În timpul comutării, condensatorul scurtcircuitează rezistența de înaltă rezistență RB, ceea ce duce la formarea unei supratensiuni a bazei. Această metodă asigură cea mai rapidă deblocare și blocare a tranzistorilor. Valoarea optimă este atunci când condiția RBopt / Rk ³10 este îndeplinită, ceea ce necesită crearea unui rezistor cu rezistență ridicată cu o suprafață mare. Astfel de circuite au fost utilizate în prima etapă a dezvoltării microelectronicii. Ca urmare, s-au dovedit a fi neprofitabile din cauza unui număr mare de rezistențe și condensatoare, care ocupau o suprafață mare.
Ca urmare, sa sugerat ca toate elementele care formează curentul în bază să fie înlocuite cu un singur injector (Figura 3.7).
Fig. 3.7. Evoluția TPLS (a) în I2L prin conectarea generatoarelor curente la bazele (b)
Integral logica de injectare
În cursul dezvoltării electronicii discrete de semiconductori, a apărut o logică fundamentală nouă, anterior necunoscută: logica integrată de injecție (I2L). În centrul logicii integrate de injecție sunt structuri tranzistor integrate funcțional (Figura 3.8). Tranzistorul T1 este denumit țintă. Se compune din injectorul I, care emite purtătorii de gaură de încărcare în regiunea emițător a tranzistorului multi-colector T3. Tranzistorul T1 este p1-n1-p2 și este poziționat orizontal. Tranzistorul T 3n2-p2-n1 cu tranzistor multiconductor este amplasat vertical și are un emițător comun E. Regiunea emițătorului este un substrat puternic substrat. Regiunea emițător a tranzistorului T3 simultan servește drept bază a tranzistorului T1 de detectare a curentului.
Fig. 3.8. Construcția (a) și schema (b) a elementului logic I2L
Invertorul este pornit când curentul injectorului T1 este selectat de la baza tranzistorului multi-colector T3 la alt circuit, de exemplu structura anterioară din circuit. O astfel de includere poate fi asigurată de o scădere corespunzătoare a tensiunii de intrare Uin. Această tensiune controlează simultan decalajul de la joncțiunea emițătorului a invertorului T3.
Elementul I2L implementează de obicei funcțiile OR-NOT. Funcția AND - nu poate fi implementată dacă ieșirile colectorului sunt folosite ca intrări independente ale AND pentru elementele logice ulterioare. Prezența unui invertor multi-colector face posibilă decuplarea logică fără elemente suplimentare de circuit.
Nivelurile logice și diferența logică în schema I2L sunt descrise atât în TLDN, cât și în caracteristicile similare. Originalitatea soluției de circuit este combinată cu originalitatea soluției tehnologice.
Injectorul este realizat sub forma unei benzi lungi, realizată în stadiul de difuzie de bază. Baza tranzistorului p-n-p este n-stratul epitaxial, iar colectorii sunt straturile de bază ale n-p-n-tranzistori. Aranjamentul tranzistorilor p-n-p în raport cu injectorul poate fi fie perpendicular, fie paralel.
avantaj I2L este absența buzunare și rezistențe de izolare, care rezultă în economisirea spațiului, reducerea tensiunii de alimentare, puterea și timpul de întârziere. Capacitatea redusă a colectorilor, tensiunea reziduală scăzută pe tranzistoarele saturate se datorează stratului de rezistență scăzut al colectorului n +. Structurile cu putere de injecție sunt destul de universale. Ele pot fi utilizate pentru a construi dispozitive aritmetice, dispozitive de memorie, logică. Circuitele I2A sunt în acord cu schemele TTL și DTL.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: