Digitala Electronics: Integrated Circuit Logic Gates

January 20

Under de 50 åren eller så att elektronik krets designers har arbetat med halvledarbaserade logiska kretsar, har många mönster utvecklats för att skapa logiska grindar. Eftersom varje metod för att utforma logiska kretsar resulterar i en hel familj av logiska kretsar för de olika typerna av grindar (ej, och, OR, NAND, NOR, XOR och XNOR), är de olika mönster som ofta kallas konstruktions familjer.

Här är de mest populära:

  • RTL: Motstånd-Transistor Logic, som använder motstånd och bipolära transistorer.
  • DTL: DTL, som liknar RTL men lägger till en diod till varje ingångskrets.
  • TTL: Transistor-Transistor Logi c som använder två transistorer, en konfigurerad att arbeta som en switch och den andra konfigurerad att arbeta som en förstärkare. Den switchtransistor används i ingångskretsarna, och förstärkaren transistorn används i utgångskretsarna. Förstärkaren låter gateâ € s utgång att anslutas till ett större antal ingångar än RTL eller DTL-kretsar.

    I en TTL krets, omkopplingstransistorerna är faktiskt speciella transistorer som har två eller flera emittrar. Varje ingång är ansluten till en av dessa utsläppskällor, så att de separata ingångar alla styra samma kollektor-emitter krets. Omkopplingen transistorâ € s bas är ansluten till Vcc matningsspänningen, och kollektorn är ansluten till basen på den förstärkande transistorn.

    Digitala Electronics: Integrated Circuit Logic Gates

    Även om du kan bygga TTL-kretsar med hjälp enskilda transistorer, IC med TTL-kretsar är lätt tillgängliga. De mest populära typer av TTL IC betecknas med siffror i form 74 nn. I alla, ett par hundra typer av 7400-seriens integrerade kretsar finns tillgängliga. Många av dem ger avancerade logiska kretsar som du Arena € t sannolikt att använda för hemelektronik projekt.

    Nummer Beskrivning
    7400 Quad med två ingångar NAND-grind (fyra NAND-grindar)
    7402 Quad med två ingångar NOR-grind (fyra NOR grindar)
    7404 Hex inverter (sex NOT grindar)
    7408 Quad med två ingångar och-grind (fyra AND grindar)
    7432 Quad med två ingångar grinden (fyra eller grindar)
    7486 Quad med två ingångar XOR-grind (fyra XOR grindar)
  • CMOS:. Complementary Metal-Oxide Semiconductor Logic, som hänvisar till logiska kretsar byggda med en speciell typ av transistor som kallas en MOSFET MOSFET står för Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.

    Fysiken på hur en MOSFET skiljer sig från en vanlig bipolär transistor arenâ € t så viktigt om du vill bli en IC designer. Vad som är viktigt är att MOSFET använder mycket mindre ström, kan växla stater mycket snabbare, och är betydligt mindre än bipolära transistorer. Dessa skillnader gör MOSFETs idealisk för moderna integrerade kretsar, vilket ofta kräver miljontals transistorer på ett enda chip.

    Förutom att rita mindre ström och drift snabbare än TTL-kretsar, CMOS-kretsar fungerar ungefär som TTL-kretsar. Faktum är att CMOS-chips utformade för att vara utbytbara med jämförbara TTL marker.

    CMOS logikchips har ett fyrsiffrigt artikelnummer som börjar med nummer 4 och kallas ofta 4000-serien marker. Som med 7400 serien TTL logikchips, flera hundra olika typer av 4000-serien chips är tillgängliga.

    Nummer Beskrivning
    4001 Quad med två ingångar NOR-grind (fyra NOR grindar)
    4009 Hex inverter (sex NOT grindar)
    4011 Quad med två ingångar NAND-grind (fyra NAND-grindar)
    4030 Quad med två ingångar XOR-grind (fyra XOR grindar)
    4071 Quad med två ingångar grinden (fyra eller grindar)
    4077 Quad med två ingångar XNOR (fyra XNOR grindar)
    4081 Quad med två ingångar och-grind (fyra AND grindar)

CMOS logikkretsar är mycket känsliga för statisk elektricitet. Se till att du ladda ur dig ordentligt genom att vidröra en jordad metallyta innan du rör en CMOS-chip. För maximalt skydd, bära ett antistatiskt handledsband.