Es stehen verschiedene Arten von Logikfamilien zur Verfügung, die beim Entwurf digitaler Logikschaltungen verwendet werden. Widerstands-Transistor-Logik (RTL), emittergekoppelte Logik (ECL), Dioden-Transistor-Logik (DTL), komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Logik (CMOS) und Transistor-Transistor-Logik (TTL) . Von diesen Logikfamilien wurde vor den 1960er und 1970er Jahren häufig die DTL-Logikfamilie verwendet, um fortgeschrittenere Logikfamilien wie zu ersetzen CMOS und TTL. Diodentransistorlogik ist eine Klasse von digitale Schaltungen das mit Dioden und Transistoren aufgebaut ist. Die Kombination von Dioden und Transistoren ermöglicht also die Erstellung komplexer Logikfunktionen mit recht kleinen Bauteilen. Dieser Artikel bietet kurze Informationen zu DTL- oder Diodentransistorlogik und seine Anwendungen.
Was ist Diodentransistorlogik?
Diodentransistorlogik ist eine Logikschaltung, die zur Familie der digitalen Logik gehört und zur Erstellung digitaler Schaltkreise verwendet wird. Diese Schaltung kann mit entworfen werden Dioden und Transistoren, bei denen auf der Eingangsseite Dioden und auf der Ausgangsseite Transistoren verwendet werden, daher wird es als DTL bezeichnet. DTL ist eine spezielle Schaltungsklasse, die in der aktuellen digitalen Elektronik zur Verarbeitung elektrischer Signale verwendet wird.
In dieser Logikschaltung dienen Dioden zur Ausführung logischer Funktionen, während Transistoren zur Ausführung der Verstärkungsfunktionen verwendet werden. Der DTL hat im Vergleich zu viele Vorteile Widerstand Transistorlogik wie; Aufgrund der höheren Fan-Out-Werte und der hohen Rauschmarge ersetzt DTL die RTL-Familie. Der Eigenschaften der Diodentransistorlogik umfassen hauptsächlich; Digital Cultureless, Digital Strategist, Digital Architect, Organizational Agilest, Customer Centrist, Data Advocate, Digital Workplace Landscaper und Geschäftsprozessoptimierer.
Diodentransistor-Logikschaltung
Die Diodentransistor-Logikschaltung ist unten dargestellt. Dies ist eine NAND-Gatterschaltung mit Diodentransistorlogik und zwei Eingängen. Diese Schaltung besteht aus zwei Dioden und einem Transistor, wobei zwei Dioden mit D1 und D2 und der Widerstand mit R1 gekennzeichnet sind, der die Eingangsseite der Logikschaltung bildet. Die CE-Konfiguration des Transistors Q1 und der Widerstand R2 bilden die Ausgangsseite. Der „C1“-Kondensator in dieser Schaltung wird verwendet, um während der gesamten Schaltzeit einen Übersteuerungsstrom zu erzeugen, der die Schaltzeit um ein gewisses Maß verkürzt.
Diodentransistorlogik funktioniert
Immer wenn beide Eingänge der Schaltkreise A und B LOW sind, werden beide Dioden D1 und D2 in Durchlassrichtung vorgespannt, sodass diese Dioden in Durchlassrichtung leiten. Somit wird die Stromversorgung aufgrund der Spannungsversorgung (+VCC = 5 V) über den R1-Widerstand und die beiden Dioden an GND angelegt. Die Spannungsversorgung wird im R1-Widerstand reduziert und reicht nicht aus, um den Q1-Transistor einzuschalten, sodass sich der Q1-Transistor im Sperrmodus befindet. Der O/P am „Y“-Anschluss ist also logisch 1 oder ein HIGH-Wert.
Wenn einer der Eingänge LOW ist, wird die entsprechende Diode in Durchlassrichtung vorgespannt, sodass ein ähnlicher Vorgang stattfindet. Da eine dieser Dioden in Durchlassrichtung vorgespannt ist, wird über die in Durchlassrichtung vorgespannte Diode Strom zur Erde geleitet, sodass sich der „Q1“-Transistor im Sperrmodus befindet und der Ausgang am „Y“-Anschluss daher ausgeschaltet ist hoch oder logisch 1.
Immer wenn beide Eingänge A und B HIGH sind, sind beide Dioden in Sperrichtung vorgespannt, sodass beide Dioden nicht leiten. In diesem Zustand reicht die Spannung von der +VCC-Versorgung aus, um den Q1-Transistor in den Leitungsmodus zu treiben.
Daher leitet der Transistor über die gesamten Emitter- und Kollektoranschlüsse. Die gesamte Spannung wird im Widerstand „R2“ reduziert und der Ausgang am „Y“-Anschluss hat einen LOW-Ausgang und wird als niedrig oder logisch 0 betrachtet.
Wahrheitstabelle
Die DTL-Wahrheitstabelle ist unten dargestellt.
|
A |
B | UND |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
Die Ausbreitungsverzögerung der Diodentransistorlogik ist ziemlich groß. Immer wenn alle Eingänge logisch hoch sind, geht der Transistor in die Sättigung und es kommt zu einem Ladungsaufbau im Basisbereich. Immer wenn ein Eingang niedrig ist, sollte diese Ladung entfernt werden, wodurch sich die Ausbreitungszeit ändert. Um die Logik des Diodentransistors zu beschleunigen, wird zum einen ein Kondensator über den Widerstand R3 geschaltet. Hier hilft dieser Kondensator beim Abschalten des Transistors, indem er die angesammelte Ladung am Basisanschluss beseitigt. Der Kondensator in dieser Schaltung hilft auch beim Einschalten des Transistors, indem er die erste Basisansteuerung verbessert.
Modifizierte Diodentransistorlogik
Das modifizierte DTL-NAND-Gatter ist unten dargestellt. Die großen Werte der Widerstands- und Kondensatorkomponenten lassen sich auf einem IC nur sehr schwer wirtschaftlich herstellen. Daher kann die folgende DTL-NAND-Gate-Schaltung für die Implementierung eines IC modifiziert werden, indem einfach der C1-Kondensator entfernt, die Werte des Widerstands verringert und verwendet wird Transistoren & Dioden, wo immer möglich. Diese modifizierte Schaltung verwendet einfach eine einzige positive Versorgung und diese Schaltung umfasst eine Eingangsstufe mit D1- und D2-Dioden, einen R3-Widerstand und ein UND-Gatter, dem ein Transistor-Inverter folgt.
Arbeiten
Die Funktionsweise dieser Schaltung besteht darin, dass diese Schaltung zwei Eingangsanschlüsse A und B hat und Eingangsspannungen wie A und B entweder HIGH oder LOW sein können.
Wenn beide Eingänge A und B niedrig oder logisch 0 sind, werden beide Dioden in Durchlassrichtung vorgespannt, sodass das Potenzial an „M“ dem Spannungsabfall einer Diode entspricht, der 0,7 V beträgt. Dies dient jedoch dazu, den Transistor „Q“ in den leitenden Zustand zu bringen , dann benötigen wir 2,1 V, um die Dioden D3, D4 und den BE-Übergang des „Q“-Transistors in Vorwärtsrichtung vorzuspannen, dieser Transistor ist also der Sperrtransistor und liefert den Ausgang Y = 1
Y = Vcc = Logisch 1 und für A = B = 0 ist Y = 1 oder Hoch.
Wenn einer der Eingänge A oder B niedrig ist, kann jeder der Eingänge mit GND verbunden werden, wobei jeder Anschluss an +Vcc angeschlossen ist. Die entsprechende Diode leitet und der Transistor VM ≅ 0,7 V und Q wird abgeschaltet und liefern den Ausgang „Y“ = 1 oder logisch High.
Wenn A = 0 und B = 1 (oder) wenn A = 1 und B = 0, dann wird Y = 1 oder HIGH ausgegeben.
Wenn zwei Eingänge wie A und B HIGH sind und A und B einfach mit + Vcc verbunden sind, sind beide Dioden D1 und D2 in Sperrrichtung und leiten nicht. Die Dioden D3 und D4 sind in Durchlassrichtung vorgespannt und der Strom am Basisanschluss wird einfach über Rd, D3 und D4 an den Q-Transistor geliefert. Der Transistor kann in die Sättigung getrieben werden und die O/P-Spannung ist eine niedrige Spannung.
Für A = B = 1 ist der Ausgang Y = 0 oder LOW.
Die Anwendungen von modifiziertem DTL umfassen Folgendes.
Ein stärkerer Fan-Out ist möglich, da nachfolgende Gatter eine hohe Impedanz im logischen HIGH-Zustand haben. Diese Schaltung verfügt über eine hervorragende Störfestigkeit. Die Verwendung mehrerer Dioden anstelle von Widerständen und Kondensatoren macht diese Schaltung in Form einer integrierten Schaltung sehr wirtschaftlich.
Diodentransistor-Logik-NOR-Gatter
Das Diodentransistor-Logik-NOR-Gatter ist ähnlich wie das DTL-NAND-Gatter mit einem DRL-ODER-Gatter mit einem Transistorinverter aufgebaut. DTL-NOR-Schaltungen können eleganter gestaltet werden, indem einfach verschiedene DTL-Wechselrichter über einen gemeinsamen Ausgang kombiniert werden. Auf diese Weise können mehrere Wechselrichter zusammengefasst werden, um die notwendigen Eingänge für das NOR-Gatter bereitzustellen.
Diese Schaltung kann mit Ausnahme der Komponenten der DTL-Wechselrichterschaltung entworfen werden Stromversorgung & zwei 4,7 K Widerstände , 1N914 oder 1N4148 Siliziumdioden. Schließen Sie den Stromkreis gemäß dem unten gezeigten Stromkreis an.
Arbeiten
Sobald die Verbindungen hergestellt sind, muss der Stromkreis mit Strom versorgt werden. Anschließend legen Sie mit einem DIP-Schalter vier mögliche Eingangskombinationen an A und B vom Netzteil an. Nun müssen Sie für jede Eingangskombination den logischen Zustand des Ausgangs „Q“ notieren, wie durch dargestellt LED & zeichnen Sie diese Ausgabe auf. Vergleichen Sie die Ergebnisse mit der NOR-Gatter-Operation. Wenn Sie mit Ihren Beobachtungen fertig sind, schalten Sie die Stromversorgung aus.
|
A |
B |
Y = (A+B)‘ |
|
0 |
0 | 1 |
|
0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Diodentransistorlogik UND-Gatter
Das logische UND-Gatter des Diodentransistors ist unten dargestellt. In dieser Schaltung lautet die Logik wie folgt: 1 und 0 werden als +5 V positive Logik und entsprechend 0 V angenommen.
Immer wenn sich ein Eingang von A1, A2 (oder) A3 in einem niedrigen Logikzustand befindet, ist die mit diesem Eingang verbundene Diode danach in Vorwärtsrichtung, der Transistor wird abgeschaltet und der Ausgang ist NIEDRIG oder logisch 0 Wenn alle drei Eingänge auf logisch 1 sind, leitet keine der Dioden und der Transistor stark. Danach geht der Transistor in die Sättigung und der Ausgang ist HIGH oder logisch 1.
Die Wahrheitstabelle der Logik und des Gates von Diodentransistoren ist unten dargestellt.
|
A1 |
A2 | A3 |
Y = A.B |
|
0 |
0 | 0 | 0 |
|
0 |
0 | 1 | 0 |
|
0 |
1 | 0 |
0 |
| 0 | 1 | 1 |
0 |
|
1 |
0 | 0 | 0 |
|
1 |
0 | 1 |
0 |
| 1 | 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 | 1 |
1 |
Vergleich zwischen DTL, TTL & RTL
Die Unterschiede zwischen DTL, TTL und RTL werden im Folgenden erläutert.
| DTL | TTL |
RTL |
| Der Begriff DTL steht für Diode-Transistor-Logik. | Der Begriff TTL steht für Transistor-Transistor-Logik. | Der Begriff RTL steht für Resistor-Transistor Logic. |
| Bei DTL sind die Logikgatter mit PN-Übergangsdioden und -Transistoren ausgestattet. | In einem TTL werden Logikgatter mit BJTs entworfen.
|
Bei RTL sind die Logikgatter mit Widerstand und Transistor aufgebaut. |
| Bei DTL werden Dioden als I/P-Komponenten und Transistoren als O/P-Komponenten verwendet. | Bei TTL wird ein Transistor zur Verstärkung verwendet, während ein anderer Transistor zum Schalten verwendet wird. | Der Widerstand in RTL wird als I/P-Komponente und der Transistor als O/P-Komponente verwendet |
| Die DTL-Antwort ist im Vergleich zu RTL besser. | Die TTL-Antwort ist viel besser als bei DTL und RTL. | Die Reaktion von RTL ist langsam. |
| Der Leistungsverlust ist gering. | Die Verlustleistung ist sehr gering. | Der Leistungsverlust ist hoch. |
| Seine Konstruktion ist komplex. | Sein Aufbau ist sehr einfach. | Sein Aufbau ist einfach. |
| Der minimale DTL-Fanout beträgt 8. | Der minimale TTL-Fanout beträgt 10. | Der RTL-Mindest-Fanout beträgt 5. |
| Die Verlustleistung für jedes Gate beträgt typischerweise 8 bis 12 mW. | Die Verlustleistung für jedes Gate beträgt typischerweise 12 bis 22 mW. | Die Verlustleistung für jedes Gate beträgt typischerweise 12 mW. |
| Die Störfestigkeit ist gut. | Die Störfestigkeit ist sehr gut. | Seine Störfestigkeit ist mittel. |
| Die typische Ausbreitungsverzögerung für das Gate beträgt 30 ns. | Die typische Ausbreitungsverzögerung für das Gate beträgt 12 bis 6 ns. | Die typische Ausbreitungsverzögerung des Gates beträgt 12 ns. |
| Seine Taktrate beträgt 12 bis 30 MHz. | Seine Taktrate beträgt 15 bis 60 MHz. | Seine Taktrate beträgt 8 MHz. |
| Es verfügt über eine relativ hohe Anzahl an Funktionen. | Es verfügt über eine sehr hohe Anzahl an Funktionen. | Es verfügt über eine hohe Anzahl an Funktionen. |
| DTL-Logik wird in grundlegenden Schalt- und Digitalschaltungen verwendet. | TTL-Logik wird in modernen digitalen Schaltkreisen und integrierten Schaltkreisen verwendet. | RTL wird in alten Computern verwendet. |
Vorteile
Zu den Vorteilen einer Diodentransistor-Logikschaltung gehören die folgenden.
- Die Umschaltgeschwindigkeit von DTL ist im Vergleich zu RTL schneller.
- Die Verwendung von Dioden in DTL-Schaltkreisen macht sie kostengünstiger, da die Herstellung von Dioden auf ICs im Vergleich zu Widerständen und Kondensatoren einfacher ist.
- Der Leistungsverlust innerhalb von DTL-Stromkreisen ist sehr gering.
- DTL-Schaltungen haben schnellere Schaltgeschwindigkeiten.
- Der DTL verfügt über einen größeren Fan-Out und einen verbesserten Rauschabstand.
Der Nachteile von Diodentransistor-Logikschaltungen das Folgende einschließen.
- DTL hat im Vergleich zu TTL eine niedrige Betriebsgeschwindigkeit.
- Es hat eine extrem große Gate-Ausbreitungsverzögerung.
- Bei hoher Eingabe geht die Ausgabe von DTL in die Sättigung.
- Es erzeugt während des gesamten Betriebs Wärme.
Anwendungen
Der Anwendungen der Diodentransistorlogik das Folgende einschließen.
- Diodentransistorlogik wird zum Entwerfen und Herstellen digitaler Schaltkreise verwendet Logikgatter Verwenden Sie Dioden in der Eingangsstufe und BJTs in der Ausgangsstufe.
- DTL ist ein spezieller Schaltungstyp, der in der aktuellen Digitalelektronik zur Verarbeitung elektrischer Signale verwendet wird.
- DTL wird zur Herstellung einfacher Logikschaltungen verwendet.
Das ist also so ein Überblick über die Diodentransistorlogik , Schaltung, Funktionsweise, Vorteile, Nachteile und Anwendungen. DTL-Schaltungen sind im Vergleich zu RTL-Schaltungen komplexer, aber diese Logik hat RTL aufgrund ihrer überlegenen FAN-OUT-Fähigkeit und der verbesserten Rauschmarge verändert, die DTL hat jedoch eine langsamere Geschwindigkeit. Hier ist eine Frage an Sie: Was ist RTL?
