Семейства схем

Общие сведения
Логические элементы, называемые также вентилями, строятся почти всегда на полупроводниковой базе. Представление логических элементов в виде переключателей-реле, примененное в разделе 2, служит только для лучшего понимания и на практике имеет небольшое значение. В наше время логические элементы в виде реле используются в основном для схем управления контакторами в силовых цепях с большими токами. Контактор — это мощное реле для коммутации в сетях с напряжением 220 В и выше.
Итак, современные логические элементы состоят из полупроводников. Известно, что транзистор может работать в качестве бесконтактного переключателя. Такой бесконтактный переключатель может быть построен как на биполярных, так и на полевых транзисторах ИЛИ на полупроводниковых диодах. Таким образом, существует много вариантов изготовления логических элементов из полупроводников.
Логические элементы, построенные по одному определенному принципу, образуют семейство схем.
Логические элементы одного семейства совместимы друг с другом и без проблем собираются в схемы. Для сборки цифровой схемы применяют нужные элементы одного семейства. У таких элементов унифицированы напряжения питания и одинаковые уровни сигналов. Времена переключения отдельных элементов равны с некоторым допуском.
Логические элементы из различных семейств комбинируются друг с другом только при определенных условиях. Часто для их совместимости приходится применять специальные промежуточные элементы.
Первые полупроводниковые логические элементы строились на дискретных полупроводниковых элементах. Под дискретным элементом понимают единичную деталь в корпусе с выводами, то есть обыкновенные диоды, транзисторы и другие комплектующие изделия. Не дискретные элементы — это полупроводники, собранные вместе в интегральных микросхемах, — комбинации из многих транзисторов или диодов.
Значение семейства схем, построенных на дискретных элементах, в последнее время сильно уменьшилось. Такие схемы имеют относительно большие габариты, и их производство обходится дороже, чем производство интегральных микросхем. Их единственным преимуществом является легкость самостоятельной сборки.
Схемы семейства релейно-транзисторной логики (РТЛ) состоят из сопротивлений и биполярных транзисторов (рис. 6.1). Еще одним «дискретным» семейством схем является система DCTL (Direct Coupled Transistor Logic), состоящая из последовательно включенных биполярных транзисторов (рис. 6.2). Оба этих семейства устарели и в настоящее время практически не применяются.

Большее значение сегодня имеет система ДТЛ. ДТЛ сокращенно означает диодно-транзисторная логика. Этому семейству посвящен разд. 6.5.
Очень большое значение имеют схемы семейства ТТЛ. ТТЛ сокращенно означает транзисторно-транзисторная логика. Элементы этих схем построены на интегральных микросхемах из биполярных транзисторов (разд. 6.6).
Следующее важное семейство называется ЭСЛ. ЭСЛ сокращенно означает эмиттерно-связанная логика (разд. 6.7). Транзисторы имеют общее эмиттерное сопротивление. Схемы этого семейства также построены на интегральных микросхемах из биполярных транзисторов.
В схемах семейства МОП транзисторной логики (МОП — металл, оксид, проводник) (разд. 6.8) применяются интегральные микросхемы из полевых транзисторов с каналами TV или Ртипа (см. Бойт, Электроника, ч. 2). Если в одном элементе присутствуют МОП-транзисторы с каналами N w. Р типа, то говорят о комплементарной МОП-технологии. Такое семейство называется КМОП логика (подразд. 6.8.4).

Похожие статьи