Diodų loginiai elementai arba, ir. Diodiniai vartai arba ir Logic 2

Tipinė integruoto elemento su emiteriu susietos logikos schema parodyta fig. 2.15.

ryžių. 2.15.

Tranzistoriai VT 0, VT 1, VT 2, VT 3 veikia srovės jungiklio grandinėje, tranzistoriai VT 4, VT 5 - išėjimo emiterio sekikliuose. Diagramoje parodytos potencialų reikšmės įvairiuose taškuose, kai įėjimui taikoma log.1 lygio įtampa; tų pačių taškų potencialų reikšmės pateikiamos skliausteliuose tuo atveju, kai log.0 lygio įtampos taikomos visiems elemento įėjimams. Šių potencialų vertės atitinka šiuos lygius:

· maitinimo įtampa E iki = 5 V;

· lygis log.1 U 1 = 4.3 V;

· lygis log.1 U 0 = 3.5 V;

· įtampa tarp pagrindo ir atviro tranzistoriaus U emiterio yra \u003d 0,7 V.

Panagrinėkime ESL integralaus loginio elemento veikimo principą (žr. 2.15 pav.).

Tegu įtampa U 1 = 4,3 V taikoma Vx 1. Tranzistorius VT 1 yra atidarytas; šio tranzistoriaus emiterio srovė sukuria įtampos kritimą rezistoriuje R U a = U 1 -U be = 4,3 - 0,7 = 3,6 V; kolektoriaus srovė rezistoriuje R k1 sukuria įtampą U Rk1 = 0,8 V; įtampa tranzistoriaus U b kolektorius \u003d E k - U Rk1 \u003d 5 - 0,8 \u003d 4,2 V.

Įtampa tarp tranzistoriaus VT 0 U bazės ir emiterio turi būti VT0 \u003d U - U a \u003d 3,9 - 3,6 \u003d 0,3 V; šios įtampos nepakanka tranzistoriui VT 0 atidaryti. Taigi, bet kurio iš tranzistorių VT 1, VT 2, VT 3 atvira būsena veda į tranzistoriaus VT 0 uždarą būseną. Srovė per rezistorių R k2 yra labai maža (teka tik tranzistoriaus VT 5 bazinė srovė), o kolektoriaus įtampa VT 0.

Apsvarstykite kitą loginio elemento būseną. Tegul visuose įėjimuose veikia įtampa log.0 U 0 \u003d 3,5 V. Tokiu atveju tranzistorius VT 0 pasirodo esantis atviras (iš visų tranzistorių, kurių emiteriai sujungti, tas, kurio pagrindu aukštesnė įtampa atsidaro); U a = U - U be \u003d 3,9 - 0,7 \u003d 3,2 V; įtampa tarp tranzistorių VT 1, VT 2, VT 3 bazės ir emiterio yra lygi U yra VT1 ... VT0 \u003d U 0 - U a \u003d 3,5 - 0,7 \u003d 0,3 V ir šie tranzistoriai yra uždaryti; U b = 5 V; U \u003d 4,2 V.

Įtampos iš taškų b ir c į elemento išėjimus perduodamos per emiterio kartotuvus; šiuo atveju įtampos lygis sumažėja reikšme U be \u003d 0,7 V. Atkreipkime dėmesį į svarbią aplinkybę, kad įtampa išėjimuose yra lygi U 1 (4,3 V) arba U 0 (3,5 V).

Išsiaiškinkime, kokia loginė funkcija susidaro elemento išėjimuose.

Taške in ir Out 2, atidarius tranzistorių VT 0, susidaro žemo lygio įtampa, t.y. tuo atveju, kai x 1 \u003d 0, x 2 \u003d 0, x 3 \u003d 0. Bet kokiam kitam įvesties kintamųjų reikšmių deriniui tranzistorius VT 0 uždaromas ir generuojama aukšto lygio įtampa 2 išėjimas. Iš to išplaukia, kad išėjime 2 susidaro kintamųjų x 1 Vx 1 Vx 1 disjunkcija. Prie 1 išėjimo suformuojama funkcija OR-NOT.

Todėl loginis elementas atlieka OR-NOT ir OR operacijas.

ESL mikroschemose taškas d yra bendras, o taškas d yra prijungtas prie maitinimo šaltinio, kurio įtampa yra -5 V. Šiuo atveju visų grandinės taškų potencialai sumažinami iki 5 V.

Nagrinėjamas loginis elementas priklauso greičiausių elementų klasei (trumpas signalo sklidimo delsos laikas) suteikiamas šiais faktoriais: atvirieji tranzistoriai yra aktyviame režime (ne soties režime); išėjimuose panaudojus emiterių sekėjus, pagreitėja prie išėjimų prijungtų talpų įkrovimo procesas; tranzistoriai jungiami pagal perjungimo grandinę su bendra baze, o tai pagerina tranzistorių dažnines savybes ir pagreitina jų perjungimo procesą; pasirenkamas nedidelis loginių lygių skirtumas U 1 -U 0 = 0,8 V (tačiau tai lemia santykinai mažą elemento atsparumą triukšmui).

MIS tranzistorių loginiai elementai

ryžių. 2.16

Ant pav. 2.16 parodyta loginio elemento diagrama su indukuotu n tipo kanalu (vadinamoji n MIS technologija). Pagrindiniai tranzistoriai VT 1 ir VT 2 sujungti nuosekliai, tranzistorius VT 3 veikia kaip apkrova. Tuo atveju, kai aukšta įtampa U 1 veikia abi elemento įvestis (x 1 \u003d 1, x 2 \u003d 1), abu tranzistoriai VT 1 ir VT 2 pasirodo esantys ir nustatoma žema įtampa U 0 išėjime. Visais kitais atvejais bent vienas iš tranzistorių VT 1 arba VT 2 yra uždarytas, o išėjime nustatyta įtampa U 1. Taigi elementas atlieka loginę NAND funkciją.

ryžių. 2.17

Ant pav. 2.17 rodo elemento OR-NOT diagramą. Jo išėjime nustatoma žema įtampa U 0, jei bent vienas iš įėjimų turi aukštą įtampą U 1, kuri atidaro vieną iš pagrindinių tranzistorių VT 1 ir VT 2.

ryžių. 2.18

Pavaizduota fig. 2.18 grandinė yra CMOS technologijos elemento OR-NOT grandinė. Jame tranzistoriai VT 1 ir VT 2 yra pagrindiniai, tranzistoriai VT 3 ir VT 4 – apkrovos. Tegu aukštoji įtampa U 1 . Šiuo atveju tranzistorius VT 2 yra atidarytas, tranzistorius VT 4 uždarytas ir, nepaisant įtampos lygio kitoje įėjime ir likusių tranzistorių būsenos, išėjime nustatoma žema įtampa U 0. Elementas įgyvendina loginę OR-NOT operaciją.

CMTD grandinė pasižymi labai mažu srovės suvartojimu (taigi ir galia) iš maitinimo šaltinių.

Integralinės įpurškimo logikos loginiai elementai

ryžių. 2.19

Ant pav. 2.19 parodyta integralinės įpurškimo logikos (I 2 L) loginio elemento topologija. Tokiai struktūrai sukurti reikalingos dvi difuzijos silicyje su n tipo laidumu fazės: pirmosios fazės metu susidaro sritys p 1 ir p 2, antroji fazė - sritys n 2 .

Elementas turi struktūrą p 1 -n 1 -p 2 -n 1 . Patogu laikyti tokią keturių sluoksnių struktūrą, vaizduojančią ją kaip dviejų įprastų trijų sluoksnių tranzistorių struktūrų jungtį:

p 1 - n 1 - p 2 n 1 - p 2 - n 1

Tokį vaizdavimą atitinkanti schema parodyta 2.20 pav., a. Apsvarstykite elemento veikimą pagal šią schemą.

ryžių. 2.20

Tranzistorius VT 2, kurio struktūra yra n 1 -p 2 -n 1 tipo, atlieka keitiklio su keliais išėjimais funkcijas (kiekvienas kolektorius sudaro atskirą elemento išėjimą pagal atvirojo kolektoriaus grandinę).

Tranzistorius VT 2, vadinamas purkštukas, turi tokią struktūrą kaip p 1 -n 1 -p 2 . Kadangi šių tranzistorių plotas n 1 yra bendras, tranzistoriaus VT 2 emiteris turi būti prijungtas prie tranzistoriaus VT 1 pagrindo; bendros zonos p 2 buvimas lemia poreikį sujungti tranzistoriaus VT 2 pagrindą su tranzistoriaus VT 1 kolektoriumi. Taip susidaro tranzistorių VT 1 ir VT 2 jungtis, parodyta 2.20 pav., a.

Kadangi teigiamas potencialas veikia tranzistoriaus VT 1 emiterį, o bazės potencialas yra nulinis, emiterio sandūra yra nukreipta į priekį, o tranzistorius yra atviras.

Šio tranzistoriaus kolektoriaus srovė gali užsidaryti arba per tranzistorių VT 3 (ankstesnio elemento keitiklį), arba per tranzistoriaus VT 2 emiterio jungtį.

Jei ankstesnis loginis elementas yra atviroje būsenoje (tranzistorius VT 3 yra atidarytas), tada šio elemento įėjime yra žemos įtampos lygis, kuris, veikdamas VT 2 pagrindu, palaiko šį tranzistorių uždaroje būsenoje. Purkštuko VT 1 srovė užsidaro per tranzistorių VT 3. Uždarius ankstesnį loginį elementą (uždarytas tranzistorius VT 3), purkštuko VT 1 kolektoriaus srovė teka į tranzistoriaus VT 2 pagrindą, o šis tranzistorius. nustatytas į atvirą būseną.

Taigi, kai VT 3 uždarytas, tranzistorius VT 2 yra atidarytas ir, atvirkščiai, kai VT 3 yra atidarytas, tranzistorius VT 2 yra uždarytas. Elemento atviroji būsena atitinka būsenos žurnalą.0, uždara – būsenos žurnalą.1.

Purkštukas yra nuolatinės srovės šaltinis (kuris gali būti bendras elementų grupei). Dažnai naudokite sąlyginį grafinį elemento žymėjimą, parodytą 1 pav. 2.21b.

Ant pav. 2.21a parodyta grandinė, kuri įgyvendina operaciją OR-NOT. Elementų kolektorių prijungimas atitinka vadinamųjų veikimą montavimas IR. Išties pakanka, kad bent vienas elementas būtų atviroje būsenoje (log.0 būsena), tada per atvirą keitiklį bus uždaryta kito elemento injektoriaus srovė ir bus nustatytas žemas log.0 lygis. esant kombinuotam elementų išėjimui. Todėl šiame išėjime susidaro reikšmė, atitinkanti loginę išraišką x 1 x 2. Jai pritaikius de Morgan transformaciją, gaunama išraiška x 1 x 2 = . Todėl šis elementų sujungimas tikrai įgyvendina OR-NOT operaciją.

ryžių. 2.21

Loginiai elementai IR 2 L turi šiuos privalumus:

· užtikrinti aukštą integracijos laipsnį; gaminant I 2 L grandines naudojami tie patys technologiniai procesai, kaip ir gaminant integrines grandynas ant dvipolių tranzistorių, tačiau technologinių operacijų ir reikalingų fotokaukių skaičius mažesnis;

· naudojama žema įtampa (apie 1V);

· suteikti galimybę iškeisti galią į greitį plačiame diapazone (galite pakeisti energijos suvartojimą keliais dydžiais, o tai atitinkamai pakeis greitį);

· yra gerai suderinami su TTL elementais.

Ant pav. 2.21b parodyta perėjimo schema iš elementų IR 2 L į TTL elementą.

Skaitmeninėje grandinėje skaitmeninis signalas yra signalas, kuris gali įgyti dvi reikšmes, kurios laikomos loginiu "1" ir loginiu "0".

Loginės grandinės yra įgyvendinamos ant loginių elementų: „NE“, „IR“, „ARBA“, „IR-NE“, „ARBA-NE“, „XOR“ ir „Ekvivalentiškumas“. Pirmieji trys loginiai elementai leidžia įgyvendinti bet kokią savavališkai sudėtingą loginę funkciją loginiu pagrindu. Išspręsime loginių grandinių, įdiegtų Būlio pagrindu, uždavinius.

Loginiams elementams žymėti naudojami keli standartai. Labiausiai paplitę yra amerikietiški (ANSI), europietiški (DIN), tarptautiniai (IEC) ir rusiški (GOST). Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas šių standartų loginių elementų žymėjimas (norėdami padidinti, galite spustelėti paveikslėlį kairiuoju pelės mygtuku).

Šioje pamokoje spręsime loginių grandinių uždavinius, kuriuose loginiai elementai nurodyti GOST standarte.

Loginių grandinių užduotys yra dviejų tipų: loginių grandinių sintezės problema ir loginių grandinių analizės problema. Pradėsime nuo antrojo tipo uždavinių, nes tokia tvarka galima greitai išmokti skaityti logines diagramas.

Dažniausiai, kuriant logines grandines, atsižvelgiama į logikos algebros funkcijas:

• trys kintamieji (nagrinėtini analizės uždaviniuose ir vienoje sintezės problemoje);
• keturi kintamieji (sintezės uždaviniuose, tai yra paskutinėse dviejose pastraipose).

Apsvarstykite loginių grandinių konstrukciją (sintezę).

• loginiu pagrindu "IR", "ARBA", "NE" (priešpaskutinėje pastraipoje);
• taip pat bendruose pagrinduose „IR-NE“ ir „ARBA-NE“ (paskutinėje pastraipoje).

Loginių grandinių analizės uždavinys

Analizės uždavinys – nustatyti funkciją fįgyvendinama tam tikra logine grandine. Sprendžiant tokią problemą patogu vadovautis tokia veiksmų seka.

1. Loginė schema suskirstyta į pakopas. Pakopoms priskiriami nuoseklūs numeriai.
2. Kiekvieno loginio elemento išėjimai nurodomi norimos funkcijos pavadinimu, pateikiamu skaitmeniniu indeksu, kur pirmasis skaitmuo yra pakopos numeris, o likę skaitmenys yra pakopoje esančio elemento eilės numeris.
3. Kiekvienam elementui parašyta analitinė išraiška, susiejanti jo išvesties funkciją su įvesties kintamaisiais. Išraiška apibrėžiama logine funkcija, kurią įgyvendina pateiktas loginis elementas.
4. Kai kurios išvesties funkcijos pakeičiamos kitomis, kol gaunama Būlio funkcija, išreikšta įvesties kintamaisiais.

1 pavyzdys

Sprendimas. Mes padalijame loginę grandinę į pakopas, o tai jau parodyta paveikslėlyje. Užsirašykime visas funkcijas, pradedant nuo 1 pakopos:

x, y, z :

2 pavyzdys Raskite loginės grandinės loginę funkciją ir sudarykite loginės grandinės tiesos lentelę.

3 pavyzdys Raskite loginės grandinės loginę funkciją ir sudarykite loginės grandinės tiesos lentelę.

Mes ir toliau kartu ieškome loginės grandinės loginės funkcijos

4 pavyzdys Raskite loginės grandinės loginę funkciją ir sudarykite loginės grandinės tiesos lentelę.

Sprendimas. Mes suskaidome loginę grandinę į pakopas. Užsirašykime visas funkcijas, pradedant nuo 1 pakopos:

Dabar parašykime visas funkcijas, pakeisdami įvesties kintamuosius x, y, z :

Dėl to gauname funkciją, kurią loginė grandinė įgyvendina išvestyje:

.

Tam tikros loginės grandinės tiesos lentelė:

5 pavyzdys Raskite loginės grandinės loginę funkciją ir sudarykite loginės grandinės tiesos lentelę.

Sprendimas. Mes suskaidome loginę grandinę į pakopas. Šios loginės grandinės struktūra, skirtingai nei ankstesni pavyzdžiai, turi 5 pakopas, o ne 4. Tačiau vienas įvesties kintamasis – žemiausias – eina per visas pakopas ir tiesiogiai patenka į loginį elementą pirmoje pakopoje. Užsirašykime visas funkcijas, pradedant nuo 1 pakopos:

Dabar parašykime visas funkcijas, pakeisdami įvesties kintamuosius x, y, z :

Dėl to gauname funkciją, kurią loginė grandinė įgyvendina išvestyje:

.

Tam tikros loginės grandinės tiesos lentelė:

Loginių grandinių sintezės Būlio pagrindu problema

Loginės grandinės kūrimas pagal jos analitinį aprašymą vadinamas loginės grandinės sintezės problema.

Kiekviena disjunkcija (loginė suma) atitinka „OR“ elementą, kurio įėjimų skaičių lemia disjunkcijoje esančių kintamųjų skaičius. Kiekviena jungtis (loginė sandauga) atitinka „AND“ elementą, kurio įėjimų skaičius nustatomas pagal jungtyje esančių kintamųjų skaičių. Kiekvienas neigimas (inversija) atitinka elementą "NE".

Dažnai loginės grandinės projektavimas prasideda nuo loginės funkcijos, kurią loginė grandinė turi įgyvendinti, apibrėžimu. Šiuo atveju pateikiama tik loginės grandinės tiesos lentelė. Mes išanalizuosime kaip tik tokį pavyzdį, tai yra, išspręsime problemą, kuri yra visiškai atvirkštinė aukščiau aptartai loginių grandinių analizei.

6 pavyzdys Sukurkite loginę grandinę, kuri įgyvendina funkciją su nurodyta tiesos lentele:

Sprendimas. Mes analizuojame loginės grandinės tiesos lentelę. Mes apibrėžiame funkciją, kuri bus gauta grandinės išvestyje ir tarpines funkcijas, kurios priima argumentus įėjime x Ir y. Pirmoje eilutėje išvesties funkcijos įgyvendinimo rezultatas, atsižvelgiant į tai, kad įvesties kintamųjų reikšmės yra lygios vienetui, turėtų būti loginis "0", antroje eilutėje - su skirtingomis vertėmis. įvesties kintamieji, išvestis taip pat turėtų būti loginė „0“. Todėl būtina, kad išvesties funkcija būtų konjunkcija (loginis produktas).

Kaip ir standartinės Būlio išraiškos, informacija apie įvairių loginių elementų ar loginių grandinių įėjimus ir išėjimus gali būti renkama į vieną lentelę – tiesos lentelę.

tiesos lentelė pateikia vaizdinį loginių funkcijų sistemos vaizdą. Tiesos lentelėje rodomi signalai loginių elementų išėjimuose visoms galimoms signalų kombinacijoms jų įėjimuose.

Kaip pavyzdį apsvarstykite loginę grandinę su dviem įėjimais ir vienu išėjimu. Pažymėkime įvesties signalus „A“ ir „B“, o išėjimą – „Q“. Yra keturi (2²) galimi įvesties signalų deriniai, kuriuos galima pritaikyti šiems dviem įėjimams („ON – signalas yra“ ir „OFF – signalas nėra“).

Tačiau kalbant apie logines išraiškas ir ypač apie loginių elementų tiesos lentelę, vietoj bendros „signalo buvimo“ ir „signalo nebuvimo“ sąvokos naudojamos bitų reikšmės, kurios atspindi logikos lygį „1“. ir loginis lygis "0" atitinkamai.

Tada keturios galimos „A“ ir „B“ kombinacijos 2 įvesties loginiam elementui gali būti pavaizduotos taip:

1. „OFF“ – „OFF“ arba (0, 0)
2. „OFF“ – „ON“ arba (0, 1)
3. „ON“ – „OFF“ arba (1, 0)
4. „ON“ – „ON“ arba (1, 1)

Todėl loginė grandinė su trimis įėjimais turės aštuonis galimus derinius (2³) ir pan. Kad būtų lengva suprasti tiesos lentelės esmę, ją tirsime tik su paprastais loginiais elementais, kurių įėjimų skaičius neviršija dviejų. Tačiau nepaisant to, daugelio įėjimų grandinės elementų loginių rezultatų gavimo principas išlieka tas pats.

Praktiškai tiesos lentelę sudaro vienas stulpelis kiekvienam įvesties kintamajam (pvz., A ir B) ir vienas galutinis stulpelis, skirtas visiems galimiems loginės operacijos rezultatams (Q). Todėl kiekvienoje tiesos lentelės eilutėje yra vienas iš galimų įvesties kintamųjų (pvz., A = 1, B = 0) ir operacijos su šiomis reikšmėmis rezultatas.

tiesos lentelė

Elementas "Ir"

Loginio elemento "AND" išvestyje Q bus log.1 tik tuo atveju, jei abiem įėjimams ("A" ir "B") suteikiamas signalo žurnalas.1

Mikroschemos, kuriose yra loginis elementas "AND":

• K155LI1, SN7408N analogas
• K155LI5 su atviru kolektoriumi, panašus į SN74451N
• K555LI1, SN74LS08N analogas
• K555LI2 su atviru kolektoriumi, panašus į SN74LS09N

ARBA elementas

Q išvestis, elementas „ARBA“, turės žurnalą.1 jei kuri nors iš dviejų įėjimų arba abi įvestys bus iš karto užregistruotos.1

Mikroschemos, kuriose yra loginis elementas "OR":

• K155LL1, SN7432N analogas
• K155LL2 su atviru kolektoriumi, panašus į SN75453N
• K555LL1, SN74LS32N analogas

Elementas "NE"

Šiuo atveju Q išėjimas, loginis elementas "NE", turės signalą, priešingą įvesties signalui.

Mikroschemos, kuriose yra loginis elementas "NOT":

• K155LN1, panašus į SN7404N
• K155LN2 su atviru kolektoriumi, panašus į SN7405N
• K155LN3, panašus į SN7406N
• K155LN5 su atviru kolektoriumi, panašus į SN7416N
• K155LN6, SN7466N analogas

Elementas "IR-NE"

Elemento "AND-NOT" išvestis Q bus log.1 jei nėra log.1 signalo abiejuose įėjimuose vienu metu

Mikroschemos, kuriose yra loginis elementas "AND-NOT":

• K155LA3, panašus į SN7400N
• K155LA8, panašus į SN7401N
• K155LA9 su atviru kolektoriumi, panašus į SN7403N
• K155LA11 su atviru kolektoriumi, panašus į SN7426N
• K155LA12 su atviru kolektoriumi, panašus į SN7437N
• K155LA13 su atviru kolektoriumi, panašus į SN7438N
• K155LA18 su atviru kolektoriumi, panašus į SN75452N

OR-NOT elementas

Tik jei log.0 pritaikysime abiem loginio elemento OR-NOT įėjimais, jo išvestyje Q gausime atitinkamą log.1 signalą.

Mikroschemos, kuriose yra loginis elementas "OR-NOT":

• K155LE1, SN7402N analogas
• K155LE5, panašus į SN7428N
• K155LE6, panašus į SN74128N

XOR elementas

Šiuo atveju išvestyje Q bus log.1, jei į XOR elemento įvestį bus nukreipti du priešingi signalai.

Mikroschemos, kuriose yra loginis elementas "XOR":

• K155LP5, panašus į SN7486N

Apibendrinkime visus anksčiau gautus loginių elementų darbo rezultatus į vieną tiesos lentelę:

Bet kokios skaitmeninės mikroschemos yra sukurtos remiantis paprasčiausiais loginiais elementais:

Išsamiau apsvarstykite skaitmeninių loginių elementų įrenginį ir veikimą.

inverteris

Paprasčiausias loginis elementas yra keitiklis, kuris tiesiog pakeičia įvesties signalą į visiškai priešingą reikšmę. Jis parašytas tokia forma:

kur linija virš įvesties reikšmės ir žymi jos pasikeitimą į priešingą. Tą patį veiksmą galima parašyti 1 lentelėje pateikta pagalba. Kadangi keitiklis turi tik vieną įėjimą, jo tiesos lentelė susideda tik iš dviejų eilučių.

1 lentelė. Inverterio vartų tiesos lentelė

Kaip loginį keitiklį galite naudoti paprasčiausią stiprintuvą su įjungtu tranzistoriumi (arba lauko efekto tranzistoriaus šaltiniu). Inverterio loginio elemento schema, pagaminta ant dvipolio n-p-n tranzistoriaus, parodyta 1 paveiksle.

Loginių keitiklių lustai gali turėti skirtingą signalo sklidimo laiką ir gali veikti esant skirtingoms apkrovoms. Jie gali būti atliekami ant vieno ar kelių tranzistorių. Labiausiai paplitę loginiai elementai yra pagaminti TTL, ESL ir CMOS technologijomis. Tačiau nepaisant loginių elementų schemos ir jos parametrų, jie visi atlieka tą pačią funkciją.

Kad tranzistorių įjungimo ypatybės neužgožtų atliekamos funkcijos, buvo įvesti specialūs loginių elementų žymėjimai - sąlyginiai grafiniai žymėjimai. keitiklis parodytas 2 paveiksle.

Inverteriai yra beveik visose skaitmeninių mikroschemų serijose. Buitinėse mikroschemose inverteriai žymimi raidėmis LN. Pavyzdžiui, 1533LN1 luste yra 6 inverteriai. Užsienio mikroschemos, nurodančios mikroschemos tipą, naudojamas skaitmeninis žymėjimas. IC, kuriame yra keitiklių, pavyzdys yra 74ALS04. Mikroschemos pavadinimas rodo, kad jis yra suderinamas su TTL mikroschemomis (74), pagamintomis pagal patobulintą mažos galios Schottky technologiją (ALS), turi inverterius (04).

Šiuo metu dažniau naudojamos paviršiuje sumontuotos mikroschemos (SMD mikroschemos), kuriose yra po vieną loginį elementą, ypač keitiklį. Pavyzdys yra SN74LVC1G04 lustas. Mikroschemą gamina Texas Instruments (SN), yra suderinama su TTL mikroschemomis (74) gaminama pagal žemos įtampos CMOS technologiją (LVC), turi tik vieną loginį elementą (1G), tai inverteris (04).

Norėdami ištirti invertuojamąjį loginį elementą, galite naudoti plačiai prieinamus elektroninius elementus. Taigi, kaip įvesties signalo generatorių, galite naudoti įprastus jungiklius arba perjungiklius. Norėdami ištirti tiesos lentelę, netgi galite naudoti įprastą laidą, kurį pakaitomis prijungsime prie maitinimo šaltinio arba bendro laido. Kaip loginį zondą galima naudoti žemos įtampos lemputę arba LED, nuosekliai sujungtą su srovę ribojančia lempute. Inverterio loginio elemento tyrimo schema, įgyvendinta naudojant šiuos paprastus elektroninius elementus, parodyta 3 paveiksle.

Skaitmeninio loginio elemento tyrimo schema, parodyta 3 paveiksle, leidžia vizualiai gauti duomenis tiesos lentelei. Panašus tyrimas atliekamas naudojant impulsų generatorių ir osciloskopas (geriausia dviejų kanalų osciloskopas).

Loginis elementas "AND"

Kitas paprasčiausias loginis elementas yra grandinė, įgyvendinanti loginio daugybos „IR“ operaciją:

kur simbolis ^ ir žymi loginio daugybos funkciją. Kartais ta pati funkcija parašyta kita forma:

Tą patį veiksmą galima parašyti naudojant tiesos lentelę, parodytą 2 lentelėje. Aukščiau pateiktoje formulėje naudojami du argumentai. Todėl šią funkciją atliekantis loginis elementas turi du įėjimus. Jis žymimas „2I“. Loginio elemento "2I" tiesos lentelė susideda iš keturių eilučių (2 2 = 4) .

2 lentelė. Loginio elemento "2I" tiesos lentelė

Kaip matyti iš aukščiau pateiktos tiesos lentelės, aktyvus signalas šio loginio elemento išėjime atsiranda tik tada, kai yra ir X, ir Y įėjimuose. Tai yra, šis loginis elementas iš tikrųjų įgyvendina operaciją "IR".

Lengviausias būdas suprasti, kaip veikia „2I“ loginis elementas, yra naudojant grandinę, sudarytą ant idealizuotų elektroniniu būdu valdomų jungiklių, kaip parodyta 2 paveiksle. Pavaizduotoje grandinės schemoje srovė tekės tik tada, kai abu jungikliai yra uždaryti, o tai reiškia , vieneto lygis jo išvestyje bus rodomas tik su dviem vienetais prie įėjimo.

Įprastas grafinis grandinės, atliekančios loginę funkciją „2I“, vaizdavimas jungčių schemose parodytas 3 pav., o nuo šiol „AND“ funkciją atliekančios grandinės bus rodomos tokia forma. Šis vaizdas nepriklauso nuo konkrečios įrenginio, kuris įgyvendina loginio daugybos funkciją, schemos.

Trijų kintamųjų loginio dauginimo funkcija aprašyta taip pat:

Jo tiesos lentelėje jau bus aštuonios eilutės (2 3 = 4). Trijų įėjimų loginio daugybos grandinės „3I“ tiesos lentelė parodyta 3 lentelėje, o sąlyginis grafinis vaizdas – 4 pav. Loginio elemento „3I“ grandinėje, pastatytoje pagal pavaizduotos grandinės principą 2 paveiksle turėsite pridėti trečiąjį raktą.

3 lentelė. Grandinės, atliekančios loginę funkciją "3I" tiesos lentelė

Panašią tiesos lentelę galite gauti naudodami 3I loginio elemento tyrimo grandinę, panašią į loginio keitiklio tyrimo grandinę, parodytą 3 paveiksle.

Loginis elementas "OR"

Kitas paprasčiausias loginis elementas yra grandinė, įgyvendinanti loginio papildymo operaciją „ARBA“:

kur simbolis V žymi loginio sudėjimo funkciją. Kartais ta pati funkcija parašyta kita forma:

Tą patį veiksmą galima parašyti naudojant tiesos lentelę, pateiktą 4 lentelėje. Aukščiau pateiktoje formulėje naudojami du argumentai. Todėl šią funkciją atliekantis loginis elementas turi du įėjimus. Toks elementas žymimas "2OR". Elemento "2OR" tiesos lentelė susideda iš keturių eilučių (2 2 = 4).

4 lentelė. Loginio elemento "2OR" tiesos lentelė

Kaip ir šiuo atveju, mes naudosime klavišus, kad įgyvendintume schemą „2OR“. Šį kartą raktus sujungsime lygiagrečiai. Grandinė, įgyvendinanti 4 tiesos lentelę, parodyta 5 paveiksle. Kaip matyti iš aukščiau pateiktos grandinės, loginio vieneto lygis pasirodys jo išvestyje, kai tik bus uždarytas bet kuris iš klavišų, tai yra, grandinės padargai tiesos lentelė, parodyta 4 lentelėje.

Kadangi loginio sumavimo funkcija gali būti įgyvendinta įvairiomis grandinės schemomis, šiai funkcijai schemose pažymėti naudojamas specialus simbolis „1“, kaip parodyta 6 paveiksle.

Paskutinio failo atnaujinimo data 2018-03-29

Literatūra:

Su straipsniu "loginiai elementai" skaitykite:

Bet kuri loginė grandinė be atminties yra visiškai aprašyta tiesos lentele... Norint realizuoti tiesos lentelę, pakanka atsižvelgti tik į tas eilutes...
http://website/digital/SintSxem.php

Dekoderiai (dekoderiai) leidžia konvertuoti vieno tipo dvejetainį kodą į kitą. Pavyzdžiui...
http://website/digital/DC.php

Gana dažnai skaitmeninės įrangos kūrėjai susiduria su priešinga problema. Norite konvertuoti aštuntainės arba dešimtainės eilutės kodą į...
http://website/digital/coder.php

Multiplekseriai yra įrenginiai, leidžiantys prijungti kelis įėjimus prie vieno išėjimo ...
http://website/digital/MS.php

Įrenginiai vadinami demultiplekseriais... Reikšmingas skirtumas nuo multiplekserio yra...
http://website/digital/DMS.php