Электротехника, электроника и схемотехника (часть 2)

### Тема 3: Элементы и узлы цифровых устройств

назад | оглавление | вперед

### 3.4: Основные логические операции и элементы

Основными логическими операциями являются операции инверсии (НЕ), сложения (ИЛИ), умножения (И), а также операции ИЛИ-НЕ и И-НЕ. Простейшие схемотехнические реализации этих операций приведены в табл. 3.1. Здесь же указаны условные буквенные и графические обозначения и соответствующие им таблицы истинности.

Базовыми элементами любого логического устройства являются цифровые ключи на основе БТ и ПТ, особенности выполнения и работа которых рассмотрены в гл. 1.

Ключ, выполненный на БТ, включенном по схеме с общим эмиттером, либо на ПТ, включенном по схеме с общим истоком реализует операцию НЕ. Действительно, если на входе транзистора низкий уровень напряжения U0вх, то он закрыт и имеет высокое выходное сопротивление Rвых. Напряжение питаний распределяется между сопротивлением нагрузки Rн и выходным сопротивлением транзистора. Так как в этом случае Rвых>> Rн, то практически все напряжение источника питания выделяется на выходе транзистора (Uвых=U1вх»Uп). И наоборот, если на входе транзистора высокий уровень напряжения U1вх, транзистор открывается, при этом Rвых<< Rн и на выходе устанавливается низкий уровень напряжения U0вых.

В схеме, реализующей операцию ИЛИ, высокий уровень напряжения на выходе появляется, если аналогичный уровень имеется хотя бы на одном из входов. Для этого транзисторы включаются по схемам повторителей напряжения. Нагрузка включается в цепь эмиттера, а выходные цели транзисторов включаются параллельно. Если в такой схеме включить нагрузку в цепь коллекторов и снимать выходное напряжение с коллекторов, то элемент будет реализовывать операцию ИЛИ-НЕ.

В схеме, осуществляющей операцию И, высокий уровень напряжения на выходе появляется лишь в случае аналогичных уровней на всех входах элемента. Для этого выходные цепи транзисторов соединяют последовательно, а выходное напряжение снимают с сопротивления нагрузки в цепи эмиттера. Если в таком элементе включить нагрузку в цепь коллектора верхнего транзистора (как показано в табл. 3.1) и снимать с него выходное напряжение, то реализуется операция И-НЕ.

Таблица 3.1.

назад | оглавление | вперед