Логические элементы на полевых транзисторах

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

1. Логические элементы на полевых транзисторах

Полевой транзистор – транзистор, в котором сила проходящего через него тока
регулируется внешним электрическим полем, т. е. напряжением.
Это принципиальное различие между ним и биполярным транзистором, где сила
основного тока регулируется управляющим током.
Принцип действия полевого транзистора
Поскольку у полевого транзистора нет управляющего тока, то у него очень высокое
входное сопротивление, достигающее сотен ГигаОм и даже ТерраОм (против сотен
КилоОм у биполярного транзистора).
Полевые транзисторы иногда называют униполярными, поскольку носителями
электрического заряда в нем выступают только электроны или только дырки.
В работе же биполярного транзистора, как следует из названия, участвует одновременно
два типа носителей заряда – и электроны и дырки.
Классификация полевых транзисторов
Полевые транзисторы (FET: Field-Effect-Transistors) разделяются на два типа:
– с управляющим PN-переходом (JFET: Junction-FET) и
– с изолированным затвором (MOSFET: Metal-Oxid-Semiconductor-FET).
Каждый из типов может быть как с N–каналом, так и с P-каналом.
В роли носителей электрического заряда выступают:

– у транзисторов с N-каналом – электроны.
– у транзисторов с P-каналом – дырки.
Обозначение JFET транзисторов на принципиальных схемах
Полевой транзистор с изолированным затвором MOSFET
Полевой транзистор с изолированным затвором – это полевой транзистор, затвор которого
электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика.
Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное сопротивление (у некоторых
моделей оно достигает 1017 Ом).
МОП-транзистор (Металл-Оксид-Полупроводник), или
МДП-транзистор (Металл-Диэлектрик-Полупроводник).
MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)
МДП-транзисторы делятся на два типа
– со встроенным каналом и
– с индуцированным каналом.
В каждом из типов есть транзисторы с N–каналом и P-каналом.
УГО МОП (MOSFET) транзистора
со встроенным каналом
УГО МОП (MOSFET) транзистора
с индуцированным каналом
Работа n-МДП-транзистора с индуцированным каналом
Выходные (стоковые) характеристики
Сток-затворная характеристика
Характеристики n-МОП и p-МОП транзисторов
Характеристики транзисторов p-типа имеют аналогичный вид, но отличаются
напряжением на затворе и полярностью приложенных напряжений (зеркальное
отображение в третьем квадранте).
p-МОП транзистор
Передаточная характеристика
Крутизна передаточной характеристики:
S=DIC/DUЗИ (при UCИ – const)
Коэффициент усиления: KU = SRC
n-МОП транзистор
Передаточная характеристика
Логические элементы на p-МОП транзисторах
RK,Т1 ≥ 100 кОм
RK,Т2,Т3 ≤ 1 кОм
р-МОП элемент И-НЕ
Реализация логического элемента
И-НЕ в интегральной схеме
р-МОП элемент ИЛИ-НЕ
р-МОП элемент НЕ
Диапазон напряжений
Важнейшие параметры семейства p-МОП
1.
2.
3.
4.
5.
Напряжение питания – -12В (от -9 В до -20 В)
Энергопотребление на вентиль – 6 мВт при H и 0 мВт при L
Быстродействие – 400 нс.
Частота переключения (макс.) – 2 МГц
Зазор помехоустойчивости (типовой) – 5 В
• p-МОП логические элементы работают медленно, но устойчиво.
Нуждаются в достаточно большом напряжении питания.
• Применяются в схемах с низким быстродействием и высокой
помехоустойчивостью.
• Интегральные
элементов.
схемы
обладают
высокой
плотностью
упаковки
Логические элементы на n-МОП транзисторах
n-МОП логические элементы
Напряжение питания – +5В
Энергопотребление – 2 мВт (L)
0 мВт (Н)
Быстродействие – 50 нс
Максимальная частота – 20 МГц
Зазор помехоустойчивости – 2 В.
Диапазон напряжений
Логические элементы на КМОП транзисторах
Схема КМОП НЕ-элемента
Принцип действия КМОП НЕ-элемента
Все КМОП-элементы устроены так, что в токовой ветви один транзистор всегда закрыт, а
другой всегда открыт.
Энергопотребление КМОП-элементов крайне низко. Оно зависит в основном от
количества переключений в секунду или частоты переключения.
Только во время переключения от источника питания потребляется небольшой ток, так как
оба транзистора одновременно, но недолго открыты. Один из транзисторов переходит из
открытого состояния в запертое и еще не полностью заперт, а другой — из запертого в
открытое и еще не полностью открыт. Также должны перезарядиться транзисторные

емкости.
Мощность изменения энергопотребления ЛЭ КМОП
Изменение потребляемого тока в процессе переключения логического
элемента КМОП
Базовые логические элементы КМОП
Схема КМОП ИЛИ-НЕ-элемента
Логический элемент 4ИЛИ-НЕ,
входящий в состав микросхемы
КР1561ЛЕ6
Схема КМОП И-НЕ-элемента
Логический элемент 4И-НЕ,
входящий в состав микросхемы
КР1561ЛА1
Передаточный логический элемент КМОП
(электронный ключ, переключатель)
Ключ на n-канальном МОП-транзисторе
с индуцированным каналом
Зависимость сопротивления
канала n-МОП и p-МОП ключа от Uвх
Рабочая таблица передаточного
логического элемента
№
Принципиальная схема
передаточного
логического элемента
З2
З1
L ≈ 0 В, H ≈ +5 В
1
L
H
RAZ — высокоомный
2
H
L
RAZ — низкоомный
Передаточный элемент работает как переключатель.
Принципиальная схема
Для того чтобы перевести коммутатор в состояние
включено, нужно приложить к затвору нормально
открытого МОП-транзистора VT1 положительное
управляющее напряжение Uупр, равное, по меньшей
мере 2Uoтc, а к затвору транзистора VT2 – такое же
напряжение, но противоположное по знаку.
При малых величинах входного напряжения Uвх оба
МОП-транзистора будут открыты.
При отрицательных значениях входного напряжения
транзисторы VT1 и VT2 меняются ролями.
Передаточный логический
элемент с управляющим
элементом НЕ
Для того чтобы перевести коммутатор в состояние
выключено, необходимо изменить полярность
управляющего напряжения.
Важнейшие электрические параметры семейства КМОП
до 15 Вольт)
(30÷40% от UИ.П.)
Передаточные характеристики КМОП
UИ.П. = +5В
+10В
Особенности микросхем КМОП структуры
Специфические особенности микросхем КМОП структуры:
чувствительность к
статическим зарядам, диодно-резистивная охранная цепочка и малая токовая отдача
требуют соблюдения правил предосторожности в применении и обращении.
Емкость на выходе и входе. Если на выходе инвертора присутствует конденсатор, в
моменты переключений через открытые транзисторы протекают токи заряда и разряда.
При больших значениях ёмкости, открытый транзистор работает в режиме близком к
короткому замыканию. В обычных условиях емкостная нагрузка не должна превышать
500 пФ. Если ёмкость больше, то надо использовать разрядный резистор R для
ограничения тока, чтобы был не более 1÷2 мА.
Включение ограничивающих резисторов
Диодно-резистивная охранная цепочка
Защита входов от перегрузок.
Входное напряжение микросхем КМОП с охранной диодно-резистивной цепочкой на
входе для предотвращения отпирания входных диодов в прямом направлении не должно
выходить за пределы –0,7В ≤ Uвх ≤ UИ.П.+0,7В. Иначе также надо использовать
токоограничивающий резистор для ограничения тока уровнем 1÷2мА.
Неиспользуемые входы КМОП. Их надлежит включать определённым
образом, так, чтобы не нарушились условия работы микросхемы в целом.
Так же как и в ТТЛ свободные входы объединяют с +UИ.П. или общим проводом
в зависимости от функции элемента либо объединяют их с другими,
задействованными входами.
а)
б)
В случае варианта б) за счёт постоянного смещения отпирание n-канальных

транзисторов происходит раньше и общее пороговое напряжение становится
меньше, чем в случае а). Поэтому вариант а) более эффективен применительно
к помехам, возникающим в общей шине, а вариант б) в отношении защиты от
помех, возникающих в шине питания.
Входы КМОП микросхем (в отличие от ТТЛ) оставлять свободными
недопустимо.
Если какой-нибудь вход окажется неподсоединённым, на нём могут возникнуть
непредсказуемые напряжения за счёт наводок и связей через паразитные
ёмкости. Следствием этого может быть не только неверное действие
микросхемы, но и её повреждение.
Правила обращения с микросхемами КМОП
Микросхемы КМОП структуры нуждаются в сравнении с микросхемами других
семейств, например, ТТЛ, ЭСЛ в более бережном отношении. Это касается
как условий монтажа микросхем на платах, так и правил их хранения и
эксплуатации в аппаратуре.
При обращении с микросхемами КМОП следует соблюдать следующие меры
предосторожности:
В процессе хранения и транспортировки отдельных микросхем выводы их должны
быть соединены между собой;
Нельзя производить смену микросхем при включённом напряжении питания;
Допустимый электростатический потенциал на входах – не более 100В;
Плату со смонтированными микросхемами следует брать за торцы, не касаясь
разъёмов;
При монтаже тело монтажника должно быть заземлено с помощью проводящего
браслета, соединённого с контуром заземления через резистор 500 кОм или
вначале коснуться общего провода питания;
Необходимо избегать одежды из синтетических материалов;
Микросхему следует устанавливать на плату после выполнения всех остальных
соединений;
Пайку выводов следует вести в последовательности: «общий». «питание»,
остальные контакты.

English     Русский Правила

Электроника

В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев Электроника. М: Высшая школа, 1991 г. — 622 с. В книге рассмотрены принципы работы и основы теории электронных приборов и схем, приведены основные сведения о принципе работы и свойствах типовых элементов электронных и оптоэлектронных устройств, усилительных каскадов, многокаскадных интегральных усилителей, аналоговых преобразователей электрических сигналов, электронных ключей, цифровых схем и автогенераторов. Второе издание (1-е-1982) дополнено новым материалом — пассивными компонентами электронных цепей, компонентами устройств для отображения информации, аналоговыми преобразователями электрических сигналов, перемножителями напряжений и детекторами электрических сигналов. К книге добавлены главы из первого издания, усеченные во 2-м. Для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Биомедицинская техника», «Приборостроение», «Электроника и микроэлектроника». Будет полезен студентам других направлений электротехнического профиля: «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» и др. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ § 1.1. РЕЗИСТОРЫ Основные параметры резисторов § 1.2. КОНДЕНСАТОРЫ Основные параметры постоянных конденсаторов 1.3. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ Основные параметры катушки индуктивности (ГОСТ 20718—75) § 1.4. ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Основные параметры трансформаторов питания ГЛАВА 2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ § 2.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Основные положения теории электропроводности. Примесная электропроводность. § 2.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Концентрация носителей зарядов. Уравнения непрерывности. § 2.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ Контакт металл — полупроводник. Контакт двух полупроводников p- и n-типов. Свойства несимметричного p-n-перехода. p-n-переход смещен в прямом направлении Переход, смещенный в обратном направлении. Переходы p-i, n-i-, p+-p-, n+-n-типов. 2.4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ p-n-ПЕРЕХОДОВ Пробой p-n-перехода. § 2.5. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ § 2.6. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ Выпрямительные диоды. Основные параметры выпрямительных диодов и их значения у маломощных диодов Импульсные диоды. Полупроводниковые стабилитроны. Варикапы. Диоды других типов. § 2.7. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Математическая модель транзистора. Три схемы включения транзистора. Инерционные свойства транзистора. Шумы транзистора. Н-параметры транзисторов. § 2.8. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИНЖЕКЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ § 2. 9. ТИРИСТОРЫ Симметричные тиристоры. Основные параметры тиристоров и их ориентировочные значения § 2.10. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Основные параметры полевых транзисторов и их ориентировочные значения § 2.11. ОСОБЕННОСТИ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ В МИКРОМИНИАТЮРНОМ ИСПОЛНЕНИИ Пассивные компоненты ИС. Конденсаторы. Индуктивности. Транзисторы ИС. Изоляция компонентов в монолитных интегральных узлах. ГЛАВА 3. КОМПОНЕНТЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОНЕНТАХ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ § 3.2. УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА Основные параметры и характеристики светодиодов § 3.3. ФОТОПРИЕМНИКИ Основные характеристики и параметры фоторезистора Фотодиоды. Основные характеристики и параметры фотодиода Фототранзисторы. Основные характеристики и параметры фототранзистора Фототиристоры. Многоэлементные фотоприемники. Фотоприемники с внешним фотоэффектом. § 3.4. СВЕТОВОДЫ И ПРОСТЕЙШИЕ ОПТРОНЫ § 3 5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОНЕНТАХ УСТРОЙСТВ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.6. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.7. ГАЗОНАПОЛНЕННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Основные параметры газонаполненных матричных панелей неременного тока § 3.8. ВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.9. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ГЛАВА 4. УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, ИХ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРАХ И ХАРАКТЕРИСТИКАХ § 4.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСИЛИТЕЛЯМ § 4.3. СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ § 4.4. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Каскад с общим стоком. § 4.5. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ Входное сопротивление. § 4.6. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ § 4.7. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ Сложные эмиттерные повторители. § 4.8. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ § 4.9. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ С ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ И С КАСКОДНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ТРАНЗИСТОРОВ § 4.10. УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА И УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ИХ ОСНОВЕ 4.11. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ С ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СВЯЗЬЮ 4.12. МОЩНЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ Каскад с ОБ трансформаторным входом и трансформаторным выходом. Двухтактные выходные каскады. § 4.13. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ МОЩНЫЕ ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ ГЛАВА 5. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 5.1. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Параметры RC-цепи связи. § 5.2. УСИЛИТЕЛИ В ИНТЕГРАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ 5.3. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 5.4. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ § 5.5. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ § 5.6. ОСОБЕННОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ОХВАЧЕННЫХ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ § 5.7. УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ И КОРРЕКЦИЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛАВА 6. АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6. 1. МАСШТАБНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 6.2. ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 6.3. ИНТЕГРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Интеграторы на основе операционных усилителей. § 6.4. ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Активные дифференцирующие устройства. § 6.5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ § 6.6. МАГНИТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.7. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.8. ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВА, ВЫПОЛНЯЮЩИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ § 6.9. ДЕТЕКТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ § 7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИМПУЛЬСНЫХ ПРОЦЕССАХ И УСТРОЙСТВАХ § 7.2. ДИОДНЫЕ КЛЮЧИ § 7.3. КЛЮЧИ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 7.4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЮЧЕВЫХ ЦЕПЯХ С БИПОЛЯРНЫМИ ТРАНЗИСТОРАМИ 7.5. КЛЮЧИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 7.6. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЮЧАХ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ ГЛАВА 8. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ТРИГГЕРЫ, АВТОГЕНЕРАТОРЫ § 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ § 8.2. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 8. 3. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА МОП-ТРАНЗИСТОРАХ § 8.4. ТРИГГЕРЫ § 8.5. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ТРИГГЕРЫ § 8.6. ГЕНЕРАТОРЫ КОЛЕБАНИЙ Генераторы напряжения прямоугольной формы. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Генераторы напряжения треугольной формы. Генераторы синусоидальных колебаний. Генераторы LC-типа. Генераторы с кварцевыми резонаторами и электромеханическими резонансными системами. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Приложение Схемы включения операционных усилителей ЛИТЕРАТУРА

Логические элементы и их реализация на транзисторах

Логические элементы представляют собой полупроводниковые устройства. Это строительный блок любого цифрового устройства. Он имеет в основном две входные клеммы и одну выходную клемму. На входных клеммах мы обеспечиваем цифровой сигнал, а на выходных клеммах он обеспечивает цифровой выход. Чтобы узнать, как работают различные типы логических элементов, нам сначала нужно узнать, что такое цифровой сигнал?

Купите компоненты, чтобы поэкспериментировать самостоятельно.

Компоненты	Amazon Link для Индии	Amazon Link для других стран
BC547 Transistor	HTTPS://amzn.t.t.t.t.t.t.
Push-Button	https://amzn.to/3gs4p17	https://amzn.to/3kyujqf
Резистор	HTTPMPN. /amzn.to/3fOKQuY
Светодиод	https://amzn.to/3FWf7Cp	https://amzn.to/3KyodJj

Вы можете генерировать логические состояния высокого или низкого уровня с помощью кнопки и резистора 10 кОм.

Logic LowLogic High

В основном существует два типа электронных сигналов.

1. Аналоговый сигнал: – Это непрерывный сигнал, значение которого изменяется во времени. Он содержит информацию в виде частоты, амплитуды, фазы и периода времени. Амплитуда — это наивысшее значение или максимальная высота его формы волны, которая обозначается буквой «а». Частота (обозначается буквой «f») аналогового сигнала — это скорость, с которой сигнал изменяет или повторяет свой период. Фаза сигнала – это его положение во времени. Диапазон значений аналогового сигнала не фиксирован. Пример аналогового сигнала синусоида .

2. Цифровой сигнал: – Это дискретный сигнал, который изменяет свои значения только в двух состояниях, низком или высоком, что обозначается 0 и 1. Он несет информацию или данные в виде этих 0 или 1 с, который называется бит. 1 представляет собой высокое напряжение, а 0 представляет собой землю или 0 вольт электрического тока. Частота цифрового сигнала обратно пропорциональна времени, необходимому для завершения одного цикла этого сигнала.

Теперь давайте перейдем к основной теме — логическим элементам. Есть три основных логических элемента: И, ИЛИ и НЕ. Через эти три универсальных логических элемента можно сформировать множество логических элементов. Важными извлеченными вентилями являются И-НЕ, ИЛИ-НЕ, Исключающее ИЛИ (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), Исключающее-НЕ (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) и т. д. Исключающее ИЛИ и Исключающее ИЛИ называются универсальными логическими вентилями, потому что с помощью этих вентилей мы можем реализовать любое логическое выражение и построить эту схему.

Содержание

Логический элемент И

Он имеет две или более входных клемм и одну выходную клемму. Он выполняет операцию И, что означает, что вход 1 и вход 2 оба должны быть истинными или высокими для высокого выхода. Пусть понимает через цифры и таблицу истинности.

Символ элемента И Рисунок 3. Символ элемента И

Таблица истинности элемента И Рисунок 4. Таблица истинности элемента И

Логическое выражение для этого элемента: «Y = A. B».

Как видно выше, выход высокий только тогда, когда оба входа высокие. Теперь давайте посмотрим, как мы можем реализовать вентиль И с использованием транзисторов.

Рисунок 5. Реализация вентиля И с использованием транзисторов

На приведенной выше принципиальной схеме видно, что когда вход A и вход B равны нулю, светодиод не светится. Но когда оба входа имеют высокий уровень, светодиод включается. См. рисунок ниже.

Давайте теперь разберемся, как работает эта схема. Как видите, два транзистора BC547 соединены последовательно, базовые клеммы которых изначально являются входными. Когда на обоих входных клеммах низкий уровень, ни один транзистор не находится в состоянии ВКЛ. В этом состоянии оба транзистора блокируют ток, протекающий через светодиод, поэтому светодиод не светится, что означает низкий уровень выходного сигнала. Когда на входе A или B высокий уровень, а на другом низкий, любой один транзистор открыт, а другой выключен. В этом состоянии один транзистор пропускает ток, а другие блокируются. Даже в этом состоянии ток не протекает через светодиод, поэтому светодиод выключен. Но когда оба входа имеют высокий уровень, то оба транзистора пропускают ток, и ток проходит через светодиод, то есть по условию.

Элемент ИЛИ

Этот логический элемент выполняет операцию ИЛИ. Это означает, что для высокого выхода любая одна или обе входные клеммы должны иметь высокий уровень.

Символ элемента ИЛИ Рисунок 7. Символ элемента ИЛИ

Таблица истинности элемента ИЛИ Рисунок 8. Таблица истинности элемента ИЛИ

Логическое выражение для этого элемента: «Y = A + B».

Вы можете видеть, что выход высокий, только если один или оба входа высокие. В приведенной ниже схеме вентиль ИЛИ реализован на транзисторах.

Проверим, соответствует ли схема таблице истинности.

Когда на входе A высокий уровень, выход становится высоким.

Да, эта схема следует таблице истинности вентиля ИЛИ. Посмотрим, как работает эта схема. В схеме два транзистора соединены параллельно, и предварительно базы обоих транзисторов подключены к входным клеммам. Если какой-либо один или оба транзистора пропускают ток, то ток будет течь через светодиод, и светодиод будет светиться. Когда на обоих входных клеммах низкий уровень, оба транзистора блокируют протекание тока через светодиод. Но когда на любом из входов высокий уровень, то любой транзистор будет пропускать ток, и светодиод будет светиться.

Логический вентиль НЕ

 Этот логический вентиль инвертирует входной сигнал. Когда вход высокий, выход будет низким, а когда выход низкий, выход будет высоким. Поэтому он также известен как инвертор.

Символ вентиля НЕ Рисунок 12. Символ вентиля НЕ

Таблица истинности вентиля НЕ Рисунок 13. Таблица истинности вентиля НЕ

Логическое выражение для этого вентиля «Y = À».

Цепь вентиля НЕ с использованием транзистора показана ниже:

На приведенном выше рисунке входная клемма имеет низкий уровень, а выходная высокая, потому что транзистор находится в выключенном состоянии и ток не течет через него, а течет через светодиод . Итак, светодиод горит.

На приведенном выше рисунке вход высокий, а выход низкий, потому что транзистор находится в состоянии ON, и ток будет течь через транзистор, но не через светодиод из-за его высокого сопротивления.

Вентиль И-НЕ

Этот вентиль является комбинацией вентиля И и вентиля НЕ. Выход логического элемента И соединен со входом логического элемента НЕ. Его выход обратный вентилю И.

Символ вентиля И-НЕ Рис. 16. Символ вентиля И-НЕ

Таблица истинности вентиля И-НЕ Рисунок 17. Таблица истинности вентиля И-НЕ

Логическое выражение для этого вентиля — «».

Теперь давайте посмотрим, как мы можем реализовать этот вентиль, используя транзисторы.

Здесь схема такая же, как у вентиля И, но выход такой же, как у вентиля НЕ. Это означает, что когда оба входа имеют высокий ток, он будет течь через оба транзистора, в противном случае он будет течь через светодиод. А теперь посмотрите на эти картинки.

В этом состоянии на входе A высокий уровень, на входе B низкий уровень, а на выходе высокий уровень, потому что даже сейчас через светодиод протекает ток.

Это состояние, при котором через транзисторы протекает ток.

Вентиль ИЛИ-НЕ

Этот вентиль состоит из комбинации вентилей ИЛИ и НЕ. Выходная клемма логического элемента ИЛИ подключена к входной клемме логического элемента НЕ, и здесь же выход становится противоположным логическому элементу ИЛИ.

 

Символ вентиля ИЛИ-НЕ Рисунок 21. Символ вентиля ИЛИ-НЕ

Таблица истинности вентиля ИЛИ-НЕ Рисунок 23. Таблица истинности вентиля ИЛИ-НЕ

Логическое выражение для вентиля ИЛИ — «».

Схема логического элемента НЕ-ИЛИ с использованием транзистора приведена ниже.

В приведенной выше схеме транзисторы подключены так же, как вентиль ИЛИ, но выход такой же, как вентиль НЕ. Когда на любой входной клемме высокий уровень, ток будет течь через любой транзистор. На приведенном выше рисунке обе входные клеммы находятся в низком состоянии. Таким образом, ток будет течь через светодиод. Теперь давайте посмотрим на другие условия.

В этом состоянии на входе A высокий уровень, поэтому ток будет протекать через транзистор Q1.

В этом состоянии ток протекает через оба транзистора.

Ворота XOR

Также произносится как EX-OR или Exclusive OR. Он дает высокий выходной сигнал, когда один из его входов высокий, а другой низкий. Давайте посмотрим, как мы можем реализовать этот вентиль, используя известные нам вентили.

Символ логического элемента XOR Рисунок 27. Символ логического элемента XOR

Метод 1 для реализации логического элемента XOR

Рисунок 28. Метод 1 для реализации логического элемента XOR с использованием других логических элементов

Метод 2 для реализации логического элемента XOR Рисунок 209003 , Метод 2 для реализации вентиля XOR с использованием других логических вентилей

Таблица истинности вентиля XOR Рисунок 30. Таблица истинности вентиля XOR

Булево выражение для вентиля XOR — «».

 Теперь давайте нарисуем принципиальную схему, соответствующую таблице истинности вентиля XOR.

В этой схеме транзисторы Q1 и Q2 подключены так же, как вентиль И, а база этих транзисторов подключена к входным клеммам. Транзисторы Q3 и Q4 подключены так же, как вентиль ИЛИ, а база этих транзисторов подключена к одним и тем же входным клеммам, и эти транзисторы питаются от выхода НЕ-И Q1 и Q2. Светодиод подключен к выходу ИЛИ Q3 и Q4, т.е. выход вентиля XOR. Когда оба входа имеют низкий уровень, Q1 и Q2 не пропускают ток, поэтому Q3 и Q4 получают питание, но поскольку входы низкие, ток даже не протекает через эти транзисторы. Итак, светодиод не горит.

В этом состоянии ток не протекает через Q1 и Q2, поэтому на Q3 и Q4 подается питание, так как на входе B высокий уровень, поэтому Q4 пропускает ток через светодиод, и он светится. То же самое происходит, когда входы противоположны.

В таких условиях, когда оба входа имеют высокий ток, протекает через Q1 и Q2. Итак, Q3 и Q4 не получают питания.

Вентиль XNOR

Этот вентиль создается путем соединения вентиля XOR и вентиля NOT. Выход вентиля XOR соединен с выходом вентиля NOT. Выход вентиля XNOR является обратным вентилю XOR из-за вентиля NOT.

Символ Рисунок 35. Символ вентиля XNOR

Реализация вентиля XNOR с использованием других логических вентилей Рисунок 36. Реализация вентиля XOR с использованием других логических вентилей

Таблица истинности вентиля XNOR Таблица истинности вентиля XNOR 2 Логическое выражение для этих ворот — «».

Как всегда, давайте посмотрим на схему вентиля XNOR.

В приведенной выше схеме почти все то же самое, что и в вентиле XOR, с той лишь разницей, что выход XOR инвертируется с помощью другого транзистора. Есть причина для использования другого транзистора вместо прямого НЕ-выхода логического элемента XOR. Когда мы используем прямой выход НЕ, условие 1, 1 нарушается, потому что, когда оба входа имеют высокий уровень, ток будет течь через транзисторы Q1 и Q2, а выход будет низким, но мы хотим, чтобы он был высоким.

В этой схеме все выходы перепутаны местами, и мы получили операции XNOR.

логических схем в компьютере IBM 1401

Как компьютеры реализовывали логические элементы в 1950-х годах? Компьютеры вступали в эпоху транзисторов, но транзисторы были дорогими, поэтому схемы оптимизировали, чтобы свести к минимуму количество транзисторов. В то время они даже не использовали кремниевые транзисторы; вместо них использовались германиевые транзисторы. В этом сообщении блога я опишу один из способов реализации логических вентилей того времени: диодно-транзисторная логика.

Компьютер IBM 1401, показаны некоторые карты внутри. (Щелкните любое изображение, чтобы увеличить его.)

Компьютер IBM 1401, показанный выше, был представлен в 1959 году и стал самым популярным компьютером начала 1960-х годов, когда было выпущено более 10 000 операция. Он был построен из тысяч печатных плат, каждая из которых выполняла определенную функцию, например, несколько логических вентилей. Логические элементы в IBM 1401 используют (по большей части) простую форму логики, называемую CTDL (Complemented Transistor Diode Logic) от IBM и DTL (Diode-Transistor Logic) от остального мира. Как следует из названий, эти затворы состоят из диодов в сочетании с транзистором19.0003

В этой SMS-карте (типа CHWW) реализовано три вентиля И-НЕ, поэтому имеется три транзистора.

Эти карты размером примерно с игральную карту и называются SMS-картами, стандартной модульной системой.32 Каждый тип карты имеет код, обычно четыре буквы. Приведенная выше карта представляет собой карту «CHWW», в которой реализованы три вентиля NAND. Он содержит несколько компонентов: транзисторы, диоды, резисторы и катушки индуктивности. Одним из необычных компонентов является перемычка посередине, называемая «шапкой программы». Отрыв вкладок от этой панели позволил немного изменить функциональность карты, чтобы одна карта могла выполнять несколько ролей. На обратной стороне карты (внизу) видны следы печатной платы, а также разъем с 16 позолоченными контактами. Более подробная информация о карте CHWW находится в моей базе данных SMS-карт.

На обратной стороне карты есть дорожки печатной платы и позолоченный коннектор.

Реализация логической схемы

Плата CHWW содержит три логических элемента И-НЕ. На приведенной ниже схеме из документации IBM 1959 года показан один из таких вентилей. Обратите внимание на необычный символ IBM для транзистора, явно показывающий структуру NPN с внешней стрелкой для эмиттера.

Схема логической схемы НЕ-И, построенной на транзисторе типа 83. Из схем компонентов стандартной модульной системы, стр. 43.

Я перерисовал приведенную ниже схему, используя современные символы. Стрелки показывают (качественно), что происходит, когда вентиль имеет два высоких входа. Левая стрелка указывает ток через резистор и базу транзистора. Этот базовый ток включает транзистор, подключая выход к -6 вольт и создавая низкий уровень на выходе.

Если оба входа высокие, выход вентиля низкий.

Однако при наличии одного (или двух) низких входов ток резистора протекает через диод, а не через транзистор. При выключенном транзисторе выход подтягивается подтягивающим резистором. Результатом является логический элемент И-НЕ: на выходе низкий уровень, только если на обоих входах высокий уровень. В этой схеме диоды являются компонентами, которые вычисляют логическую функцию.4 Транзистор усиливает (и инвертирует) результат.5

Если вход низкий, выход вентиля высокий.

Однако есть проблема с этими воротами. Выходные напряжения составляют примерно +6 вольт для высокого сигнала и -6 вольт для низкого сигнала. Вы хотите, чтобы гейт переключался, когда вход находится примерно в середине этого диапазона. К сожалению, транзистор в этой схеме переключается, когда на входе около -6 вольт. Таким образом, входное напряжение и выходное уровни напряжения несовместимы, и вы не можете соединить два затвора вместе.

Есть несколько решений этой проблемы. Первое решение состоит в использовании дополнительных диодов и транзисторов для смещения уровней напряжения в сторону совместимости. Компания Fairchild использовала этот подход в своей популярной линейке микросхем DTL Micrologic в 1960-х годах9. Второе решение (используемое в схемах IBM SDTDL) заключается в смещении уровней напряжения с помощью дополнительных резисторов.

Ворота 1401 вместо этого используют неожиданное решение, позволяющее избежать дополнительных компонентов. В приведенном выше затворе уровни выходного напряжения повышены по сравнению с входным. А вот аналогичный затвор с PNP-транзисторами вместо NPN-транзисторов будет иметь обратное свойство: будут понижены выходные уровни. Таким образом, решение IBM заключалось в том, чтобы чередовать затворы, построенные на NPN-транзисторах, с затворами, построенными на PNP-транзисторах. Первый затвор повышает уровень напряжения вверх, а второй затвор снижает его обратно. У вас в два раза больше типов ворот, и они сложнее в проектировании, но вы избегаете затрат на дополнительные компоненты.

На приведенной ниже фотографии показана карта вентилей NAND на основе PNP. Она почти идентична предыдущей плате NPN, за исключением того, что транзисторы PNP вместо NPN. Другое отличие состоит в том, что она питается от -12 В и 0 В вместо -6 В и 6 В.6

Карта CGWW NAND построена на транзисторах PNP.

Более подробно, для ворот NPN, который мы впервые рассмотрели, вход переключается около -6 вольт, а выход составляет около -6 вольт или 6 вольт. В соответствующем вентиле PNP вход переключается около 0 вольт, а выход составляет -12 вольт или 0 вольт. IBM назвала уровни -6 В / 6 В типом «T», а уровни 0 В / 12 В — типом «U», поэтому вентиль NPN имеет вход U и выход T, а PNP ворота имеют T-вход и U-выход.7 Чередуя вентили NPN и вентили PNP, вы получаете T-выходы, идущие к T-входам, и U-выходы, идущие к U-входам, и все работает.0003

На приведенной ниже схеме показана часть логической схемы сумматора 1401, сильно упрощенная. Два сигнала типа U поступают на первый вентиль CHWW, который выдает сигнал T. Ворота 4JMX представляет собой вентиль PNP NAND, который принимает входы T и выводит U. CRZV — это буфер NPN, который преобразует U в T. Наконец, CNWT — это драйвер NPN, который усиливает T-сигнал, в данном случае двоичный сигнал переноса. Обратите внимание, как сигналы чередуются между T и U (за исключением последнего специального драйвера).

Упрощенная выдержка из логической схемы IBM ALD, стр. 34.32.16.2.

Проводное ИЛИ

С этими логическими вентилями есть еще один интересный трюк: проводное ИЛИ. Идея состоит в том, что вы можете соединить выходы нескольких вентилей И-НЕ вместе. Если какой-либо вентиль выдает логический 0, этот вентиль установит на выходе низкий уровень. Если все вентили выдают логическую 1, на выходе будет высокий уровень подтягивающего резистора. Полученная схема реализует логический элемент И-ИЛИ-Инверсия. На приведенной ниже диаграмме показано, как вентили И-НЕ соединены вместе и как схема ведет себя логически. Схемы проводного ИЛИ широко используются в 1401, потому что вы получаете вентиль ИЛИ «бесплатно», сводя к минимуму количество схем.

И-ИЛИ-Инвертный вентиль. Здесь показаны два вентиля NAND, но можно подключить больше.

Есть одна небольшая проблема с проводным ИЛИ: если вы соедините стандартные логические элементы НЕ-И вместе, вы получите несколько подтягивающих резисторов. параллельно, что повлияет на поведение ворот. Решение состоит в том, чтобы использовать затворы без подтягивающих резисторов, за исключением одного затвора с подтягивающим резистором. Например, карта 4JMX имеет подтягивающий резистор (называемый «коллекторной нагрузкой»). а на карте 3JMX его нет. Таким образом, проводное ИЛИ может использовать одну карту 4JMX, а остальные — 3JMX. (Это одна из причин, почему существует так много разных типов SMS-карт.)

Поскольку каждая карта реализует лишь небольшую часть логики, для компьютера IBM 1401 требуются тысячи карт. На фото ниже показано, как они монтируются внутри компьютера. Я не буду здесь подробно останавливаться на том, как СМС-карты объединяются в функциональные блоки, но я написал о схеме сумматора 1401, если вы хотите узнать больше.

SMS-карты, установленные в компьютер IBM 1401. Вентилятор слева охлаждает карты.

Транзисторы

В этих затворах используются биполярные транзисторы NPN и PNP, типы транзисторов, которые используются до сих пор. Но германий транзисторы со сплавом полностью отличались от современных кремниевых планарных транзисторов. На фото ниже показана конструкция транзистора из сплава NPN. Он состоит из основы из кристалла германия P-типа с шариками олова/сурьмы, сплавленными по обеим сторонам, образуя эмиттер и коллектор. Области сплава германий-сурьма образуют области «N». Полученные слои N-P-N образуют NPN-транзистор. (PNP-транзистор изготавливается аналогичным образом с использованием индия в качестве сплава.)10 На фотографии вертикальная металлическая пластина является основным контактом с крошечным германиевым диском в круглом отверстии. Медные провода соединены с индиевыми шариками по обеим сторонам германиевого диска.

Внутри германиевого транзистора, используемого в компьютере IBM 1401. Это IBM тип 083 НПН-транзистор. Фото из Группа восстановления IBM 1401

1950-е годы были временем быстрых изменений в технологии транзисторов. Транзистор был изобретен в Bell Labs в 1947 году. Компания General Electric изобрела транзистор с переходом из сплава (использовавшийся в модели 1401) в 1950 году. В 1953 году был создан дрейфовый транзистор, более быстрый из-за градиента легирования. IBM использовала дрейфовые транзисторы в семействе Saturated Drift Transistor Diode Logic (SDTDL). Первые кремниевые транзисторы были представлены в 1954. Меза-транзистор на основе пластины был изобретен в 1958 году, а затем современный планарный транзистор в 1959 году. Таким образом, транзисторы претерпели радикальные изменения в 1950-х и IBM представила новые логические семейства, чтобы использовать преимущества этих новых типов транзисторов.

Заключение

Диодно-транзисторная логика была ключевой частью первых компьютеров IBM, таких как IBM 1401. В 1964 году IBM представила революционную линейку мейнфреймов System/360. В этих компьютерах по-прежнему использовалась диодно-транзисторная логика, но вместо смс-карт с дискретными компонентами логика была заключена в небольшие модули SLT (ниже) который содержал крошечные кремниевые транзисторы и диоды. Модуль SLT был примерно эквивалентен SMS-карте, но его сторона составляла всего полдюйма, а надежность была почти в 100 раз выше. Плотность, низкая стоимость и надежность модулей SLT были важны для успеха линейки System/360.

Плата с 24 модулями SLT, вероятно, из System/360. Модули 361453 реализуют И-ИЛИ-инверсию.

В 1960-х годах были представлены диодно-транзисторные логические интегральные схемы. Но DTL вскоре затмил появление TTL (транзисторно-транзисторная логика) в конце 1960-х годов. В 1970-х годах интегральные схемы с МОП-транзисторной логикой стали обычным явлением, особенно для микропроцессоров. Логика КМОП преобладала в 1980-х годах, и это до сих пор самое популярное семейство логики. Благодаря закону Мура, Технология прошла путь от эпохи IBM 1401 с несколькими транзисторами на плате до современных микропроцессоров с миллиардами транзисторов на кристалле.

В Музее компьютерной истории в Маунтин-Вью, Калифорния, есть два рабочих компьютера 1401, так что загляните к нам. демо (после окончания пандемии). Спасибо bogomipz за предложение этой темы. Спасибо Randall Neff и Henk Stegeman за фотографии с SMS-карт. Я анонсирую свои последние сообщения в блоге в Твиттере, так что следите за мной @kenshirriff. У меня также есть RSS-канал.

Примечания и ссылки

1. В то время IBM использовала головокружительный набор логических семейств. Даже 1401 использовал несколько семейств (в основном CTDL, описанный выше, но также текущий режим и STDTL в ленточном контроллере TAU, а иногда и SDTRL).

   В таблице ниже за 1963 год представлены многочисленные логические семейства IBM. CTRL (комплементированная транзисторно-резисторная логика) использовала транзисторы с переходом из сплава. Это было медленно, работало ниже 200 килогерц. CTDL (комплементированная транзисторно-диодная логика) также использовала транзисторы с переходом из сплава, но работала на частоте до 250 кГц. (Дополненные семейства чередуют схемы NPN и PNP.) Токовый режим (аналогичный логике с эмиттерной связью) был намного быстрее, поскольку транзисторы не были насыщены, а колебания напряжения были небольшими. (±0,4 В). Он работал на частоте 1 мегагерц с транзисторами из сплава и на частоте 7 мегагерц с транзисторами с диффузным переходом.

   Логические семейства IBM из DDTL Component Circuits, 1963, стр. 5.

   Дополнительные сведения см. Схемы транзисторных компонентов и Логические семьи в 1401 году. На странице обсуждения DTL в Википедии есть интересное обсуждение Уильяма Кроуза, который разработал многие схемы SDTDL в IBM. ↩

2. IBM также предлагала SMS-карты в качестве компонентов другим компаниям для использования в своих продуктах. Объявление ниже сделано компанией Datamation в 1966 году.

   Анонс продукта для SMS-карт от Datamation, 1966 год.

   ↩

3. Идея карт Standard Module System заключалась в том, что IBM могла производить небольшое количество стандартизированных карт и строить из них системы. К сожалению, в теории стандартизация работала лучше, чем на практике, и в конце концов у IBM появились тысячи различных типов карт. Помимо логических функций, SMS-карты выполняли самые разные роли, включая генераторы, драйверы принтеров, массивы основной памяти, усилители считывания, стабилизация питания и ленточные предусилители. ↩

4. Многие компьютеры на электронных лампах использовали полупроводниковые диоды в качестве ключевой части своих логических элементов. Я думаю, что диоды не получают должного признания; поколения компьютеров делятся на ламповые и транзисторные, без признавая постепенное внедрение полупроводников в виде диодов. ↩

5. Обратите внимание на катушку индуктивности, подключенную к выходу затвора. Индуктор увеличивает скорость при подтягивании выхода к высокому уровню. Проблема в том, что на выходе есть высокий уровень через резистор, поэтому любая емкость на выходном проводе приводит к задержке при зарядке. Катушка индуктивности противодействует этой емкости. Для ручной волны, как только резистор начинает подтягивать сигнал, индуктор удерживает ток течет. Более подробное обсуждение пиковой катушки здесь. ↩

6. Вот схема вентиля NAND на основе PNP, используемого в плате CGWW. Он похож на затвор на основе NPN, за исключением того, что схема перевернута и работает от -12 вольт.

   Схема логической схемы CGWW. Из схем компонентов стандартной модульной системы, стр. 42.

   ↩

7. IBM использовала значительное количество различных уровней напряжения для своих логических семейств. Ворота CTDL, описанные в этой статье, использовали уровни «T» и «U». В таблице ниже приведены остальные.

   Логические семейства IBM использовали множество несовместимых уровней напряжения. Из карманного справочника IBM 1401.

   ↩

8. Я должен отметить, что наличие двух наборов уровней напряжения делает отладку системы 1401 очень запутанной. Например, если вы измеряете -3 вольта, это логический минимум для T-сигнала и логический максимум для U-сигнала. Проводные вентили ИЛИ также затрудняют отладку. Если на выходе низкий уровень, вы не можете легко сказать, какой вентиль И-НЕ вытягивает низкий уровень на выходе, и эти Ворота И-НЕ могут быть на разных картах с разными входами. ↩

9. На приведенной ниже схеме показана реализация вентиля И-НЕ в семействе интегральных схем Fairchild Micrologic. Эта схема использует дополнительный транзистор и диод для смещения уровней напряжения. Это было практично в интегральной схеме, потому что дополнительные компоненты имели минимальную стоимость. Эта схема не работала бы хорошо в IBM 1401, потому что германиевые компоненты 1401 обеспечивали гораздо меньшую мощность. сдвиг напряжения, чем у кремниевых компонентов микросхемы Fairchild.

   Схема вентиля Fairchild Micrologic DTL из датабука.

   ↩

10. Таблица Менделеева показывает, почему такие элементы, как индий, использовались в сплавах транзисторов. Отметим, что полупроводниковый германий стоит в той же колонке, что и кремний, который позже его заменил.