Файл: Вводый курс цифровой электроники (К.Фрике, 2003).pdf

Глава 4- Поведение логических вентилей

выбрать таким соотношение входных и выходных уровней для всех вентилей, то можно будет строить сколько угодно сложные схемы, не заботясь об амплитудных условиях. Но при этом необходимо сле­ дить за тем, чтобы к одному вентилю было подсоединено только максимально допустимое количество вентилей, так как нагрузка на большее количество вентилей на выходе может изменить уровень выходного сигнала.

Ue^

друг за другом инверторов.

По рис. 4.8 можно также определить величины запаса помехо­ устойчивости. Запас помехоустойчивости для высокого {high) уров­ ня UjiH и запас помехоустойчивости для низкого {low) уровня UnL определяются как разности уровней напряжения на выходе и на сле­ дующем входе:

Следовательно, величины запаса по помехоустойчивости (интер­ валы помехоустойчивости) представляют собой «интервалы безо­ пасности». Для того, чтобы импульсы помех не вызывали сбоев в работе схем, эти интервалы должны возможно большими.

4.4.Вентили

вцифровой технике используются транзисторы, работающие в ре­ жиме переключения. То есть используются переключатели, которые

4^4' Вентили

управляются одним сигналом. На рис. 4.9 приведены два символа управляемых переключателей. Левый закрывается при х = Н, пра­ вый при X = L,

•о

Р и с . 4.9. Символы для переключателей. Слева включение происходит при X = Н. Справа включение происходит при х = L,

Как правило, логические вентили реализуются на комплиментар­ ных^ полевых или биполярных транзисторах и за счет этого име­ ют малые токи и мощность рассеяния в стационарных состояниях (рис. 4.10). Всегда, когда один из переключателей открыт, а другой закрыт и наоборот.

Рис . 4.10. Комплиментарный инвертор.

Если X = Н^ ТО нижний переключатель открыт, и выход у под­ соединен к О, и, следовательно, лежит на L. Если а; = L, то выход у замкнут с напряжением VDD-, И, следовательно, лежит на Н. Почти все вентили имеют, как этот инвертор, подобную схему, называе­ мую также схемой типа totem pole (пушпульный каскад). Для спе­ циальных применений могут быть предложены и другие варианты схем, как это показано в дальнейшем.

^Комплиментарными называются полевые транзисторы с каналами п и р-типа проводниками и биполярные п-р-п и р-п-р транзисторы.

4.4.1.Вентили с открытым коллектором (open collector)

Вэтом варианте схемы вентиль состоит только из одного пере­ ключателя, как это показано в отдельных, пунктирных прямоуголь­ никах на рис. 4.11. Один вывод переключателя через резистор RQ подсоединяется к положительному напряжению питания Vcc- Этот вариант вентиля широко используется в биполярных схемах. К об- ш;ему резистору Ло может быть подключено большее число выходов переключателей.

Рис. 4.11. Два переключателя с выходами на основе открытых коллекто­ ров, образующих при соединении логический вентиль.

При положительной логике (высокий уровень напряжения Н = 1) получаем связь между выходами по типу И. В этом случае, А^ЛЯ всех Xi необходимо иметь равенство Xi — 1^ чтобы все переключатели были открыты, а выход перешел на высокий уровень напряжения (=High).

Таблица 4.2. Рабочие характеристики схемы с открытыми коллекторами (рис. 4.11) при использовании положительной и отрицатель­ ной логики.

Данную схему называют wired-or или wired-and («проводное ИЛИ» или «проводное И»). Она используется ^ля экономии переключате-