Logika integrovaných obvodov

Logika integrovaných obvodov :

Postupom času, boli objavované nové a nové technológie, ktoré mali vplyv na stavbu   a vnútornú štruktúru logických obvodov.  Na stavbu logických obvodov boli použité najskôr polovodičové diódy v kombinácií s pasivnými prvkami (odpory, kondenzátory), potom bipolárne, neskôr unipolárne tranzistory.

 

Diódová logik (DL) :

Využíva spínacie vlastnosti polovodičovej diódy. V priepustnom smere je dióda vodivá  a predstavuje malý odpor (pozri voltampérovú charakteristiku diódy), v nepriepustnom smere predstavuje dióda veľký odpor, čo sa využíva pri spínaní dvojstavového signálu. DL logika bola jednou z prvých používaných na výrobu logických obvodov.

            Realizácia hradla AND a hradla  OR pomocou diód

Hradlo AND :

  • na výstupe Y bude logická jednotka (oproti výstupu GND) len vtedy, ak budú obe diódy uzavreté, t.j. ak budú na obidvoch vstupoch A a B logické jednotky.
  • ak na niektorý vstupe A alebo B sa privedie logická nula, dióda sa stane vodivá, čo sa premietne na výstupe Y ako logická nula

Hradlo OR :

  • ak sa aspoň na jeden vstup privedie logická jednotka (oproti výstupu GND), príslušná dióda sa otvorí a na výstup sa privedie úroveň logickej jednotky (oproti výstupu GND)
  • ak obidva vstupy A aj B ostanú nepripojené alebo sa na ne privedie logická nula, diódy ostanú uzavreté a na výstupe ostane úroveň logickej jednotky

Realizácia diódovej logiky je jednoduchá a lacná. Potrebuje pomerne malý príkon. Rýchlosť spínania závisí od rýchlosti spínania použitých diód. Má pomerne malý logický zisk.

Nevýhodou je aj nerealizovateľnosť logickej negácie. Táto logika sa kombinovala s releovou logikou. Relé sa používalo ako negátor.

Diódovo tranzistorová logika (DTL) :

Táto logika vychádza zo zapojenia diódovej logiky a je tvorená diódami na vstupe a tranzistorom na výstupe. Tranzistor v DTL logike zabezpečuje úlohu invertora.

Dvojvstupové hradlo NAND.

Prepólovaním diód sa zmení funkcia súčinu NAND na súčet NOR.

DTL logika vykazuje dobrú odolnosť voči rušeniu a pomerne vysokú spínaciu rýchlosť. Výhodou je aj jednoduchosť štruktúry. Pre použité diódy sú zvýšené požiadavky na spínacie vlastnosti.

 

Tranzistorová logika (TTL  – tranzistor tranzistor logic) :

Ide o čisto tranzistorovú verziu štruktúry logických obvodov. V integrovanom prevedení sú aktívne prvky (tranzistory) aj pasívne prvky (odpory) vyrábané rovnakou technológiou. Táto logika je v súčasnosti napoužívanejšou a najrozšírenejšou v oblasti bipolárnych integrovaných štruktúr. Na vstupe aj na výstupe je použitý bipolárny tranzistor.

Dvojvstupové hradlo NAND.