Главная Движение носителей электрических зарядов



-о+Е

3Xj<H о-

г л

BXjO- ВХг о Вых BXj o-j о

Рис. 21.2

PI

-о Вых

57 О-И-

BXjO~l

-о Вых

±

Вх,с

±

-оВых

-о Вых

На рис. 21.2, б, г, д показаны элементы, предназначенные соответственно для работы с сигналами отрицательной полярности в положительной логике, положительной (рис. 21.2,г) и отрицательной (рис. 21.2,Э) полярности в отрицательной логике. Отметим, что один и тот же элемент может работать как от положительных, так и от отрицательных сигналов, но полярность включения источника питания для положительных сигналов должна быть положительной ( + £), для отрицательных сигналов - отрицательной (-£). Работают элементы так же, как и элемент на рис. 21.2, а. Наиболее распространены элементы, показанные на рис. 21.2, а, Э.

Элемент И может работать и без источника питания. В этом случае возможны только два варианта включения диода, причем элемент на рис. 21.2, в реализует операцию И только от сигналов отрицательной полярности в положительной логике, а элемент на рис. 21.2, е-только от сигналов положительной полярности в отрицательной логике. Элементы без источника питания менее предпочтительны, чем с источником питания.

Логический элемент ИЛИ (табл. 21.1) может иметь два (и более) входа, один выход и работать как при потенциальных, так и при импульсных сигналах. Аналогом его может служить схема из параллельно включенных реле.

Рассмотрим элемент ИЛИ, выполненный на диодах и предназначенный для работы от сигналов в виде напряжений (импульсов) положительной полярности в положительной логике. Для того чтобы элемент реализовал операцию И, необходимо, чтобы сигнал на выходе имел



значение 1 только тогда, когда хотя бы на одном из входов действует сигнал 1. При этом сигнал 1 на входе должен обеспечивать запирание всех диодов, на которые со стороны входа воздействует сигнал 0. Соотношение потенциалов источника сигналов низкого U° и высокого уровней и источника питания Е схемы такое же, как и в схеме элемента И: < Е <Ь (если JJ < Е, то диоды будут всегда закрыты и выходное напряжение не будет изменяться). Сопротивление диода в открьггом состоянии Кдоткр * О-

Если на все входы подано низкое напряжение f/", все диоды закрыты, так как потенциал их анодов ниже потенциала катодов (фк ==-£); следовательно, напряжение на выходе равно Е <U, т. е. на выходе сигнал соответствует логическому 0. При подаче хотя бы на один из входов, например Вху, высокого напряжения откроется диод Ду, который подключен к этому входу, а так как сопротивление открьггого диода равно нулю, то потенциал Фк = + f/ и на выходе имеется сигнал (логическая 1). Если в это время на какие-то диоды со стороны входа будет подан низкий потенциал [/", они окажутся закрытыми, так как их катодам сообтцится потенциал ф = + f/. Таким образом, на выходе сигнал будет соответствовать логической 1, если хотя бы на одном из входов (или первом, или втором, или третьем) сигнал соответствует логической 1.

Сравним рис. 21.3,«, на котором показан элемент ИЛИ, предназначенный для работы от сигналов положительной полярности в отрицательной логике, с рис. 21.2, г. Они одинаковы. Таким образом, можно отметить, что элемент ИЛИ в положительной логике может выполнить операцию И в отрицательной логике, и наоборот. Все элементы И на рис. 21.2 в другой логике, чем для элемента И, реализуют операцию ИЛИ.

Элемент ИЛИ, как и элемент И, может не содержать источника питания. Элемент на рис. 21.3,6 предназначен для работы от сигналов положительной полярности в положительной логике, а на рис. 21.3,в - от сигналов отрицательной полярности в отрицательной логике. Сравнение этих элементов ИЛИ с элементами И на рис. 21.2, в, с подтверждает.

-o+f Входо-

8X02 о-

Вход J о- -о Выход

±

S) Рис. 21.3

BxDdj о-

Bxodci

Выход „ -о Входо-

Выход -о

±



что оба элемента могут выполнять обе операции: и И, и ИЛИ; элемент И (ИЛИ) - в положительной логике, в отрицательной логике - ИЛИ (И).

Операции ИЛИ - НЕ и И - НЕ образуются путем инверсии результатов, получаемых при выполнении операции ИЛИ и И соответственно:

ИЛИ - НЕ (хь Х2) = Xl + Х2 = 3ci • Х2; (21.1)

И - НЕ (xi, Х2) = Xl • Х2 = 5ci + Х2, (21.2)

что видно из таблицы истинности для двух входовых элементов (табл. 21.2).

Таблица 21.2

Входные

ИЛИ - НЕ

и-НЕ

переменные

У = Х+Х2

J = Xl + .Х2

у = Х1Х2

Элемент, выполняющий операцию И - НЕ в положительной логике (табл. 21.3), в отрицательной логике выполнит операцию ИЛИ - НЕ (табл. 21.4).

Таблица 21.3

Таблица 21.4

=<2

Логические элементы в интегральном исполнении предназначают для работы с сигналами в потенциальной форме. Они могут выполняться по логике разных типов. Тип логики влияет на характеристики элемента. В интегральных микросхемах чаще используют кремниевые транзисторы и-р-и-типа (см. замечание к элементу НЕ). В режиме насыщения напряжение между эмиттером и коллектором таких транзисторов сравнительно велико (0,4 В и выше).

Логический элемент И - НЕ диодно-транзисторной логики (ДТЛ). Входные сигналы подаются на элемент И, выходной сигнал снимается с элемента НЕ. Таким образом, на выходе элемента И - НЕ сигналом будет логическая 1, если на входе элемента НЕ присутствет сигнал, соответствующий логическому 0. Чтобы это имело место, хотя бы на



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 [140] 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0135