Структури базових логічних елементів, страница 28

                                      Рис.2.46.                         Емітернo- зв’язана  логіка  в останні  роки  інтенсивно  розвивається  і  на її  основі  виготовляється  декілька  типів  базових  логічних  елементів.  Один  з  напрямків розвитку ЕЗЛ пов’язаний  з  переносом  емітерних  повторювачів  з  виходу  диференційного  каскаду  на його  вхід  (рис. 2.46).

Перевага  такого  базового  елемента  полягає  в  тому,  що  завдяки  визначеності  коефіцієнта  об’єднання  по входу  на  відміну  від  коефіцієнта  розгалуженості,  зменшується  загальна  кількість  резисторів  і  оптимально  розраховуються вхідні  елементи схеми. Це  приводить

                                   Рис.2.47.                         не  тільки до  спрощення  технології,  але  і  до  поліпшення  технічних  характеристик  базових  елементів.  Такі  схеми  мають  назву  емітерно – емітерно-зв’язана  логіка (ЕЕЗЛ   або  Е²ЗЛ).

Останнім  часом  суттєве  значення  в  цифровій  схемотехніці  має  напрямок, деревоподібних або  багатоступінчатих  логічних  структур.  Приклад  деревоподібної  структури  приводиться  на  рис 2.47.  На  кожному  рівні  логічного  елемента  по  горизонталі  можуть бути  реалізовані функції  АБО,  а  між  рівнями  -  функція  І.

          Так  як  величини  опорних  напруг  на  кожному  рівні  відрізняються  по  величині,  то  схема  вимагає  обов’язкового  узгодження  рівнів, але  в  цілому  такі  логічні  схеми  дають значний  виграш  по  величині  споживаємої  енергії  та  рівні  інтеграції.

Як  приклад  багатоступінчатої  логічної  структури  приводиться  схема 

                                                     Рис.2.48.

деревоподібного  логічного  елемента  (рис. 2.48),  що  реалізує  декілька  логічних  функцій. Нульова  ступінь  схеми  являється  джерелом  постійного  струму  І,  що  подається  в  перший  рівень  логічного  елемента.  Цей  рівень  використовується  логічним  входом  С.  Логічні  входи  А  і  В  реалізуються  елементами  другого  рівня.  Логічні  виходи  Q₁,  Q₂,  Q₃,  Q₄,  що  розгалужуються  завдяки  багатоемітерним  транзисторам,  дають  можливість  реалізувати  чотири  види  логічних  функцій:

      Q₀ = ( + ) +                    Q₂ = ( + ) + C

      Q₁ = (A + B) +                      Q₄ = (A + B) + C

Логічний  сигнал  С,  що  подається на  нижній  рівень,  перемикає  струм  І  в  одну  з  схем  вищого  рівня,  забезпечуючи  реалізацію  логічної  операції  І.  На  верхньому  рівні  ІІ  можуть  бути  реалізовані  різні  логічні  функції.

Враховуючи  той  факт, що  величина  t_З  для  елементів  ЕЗЛ  знаходиться  в  інтервалі  0,3 ¸1 нс.  на  базі  цієї  технології  будуються  найбільш  швидкодіючі  мікросхеми.  Підвищення  швидкодії  та  зниження  потужності  досягається  на  шляху  зниження  напруги  живлення.  Знижена  перешкодостійкість,  що  має  місце  при цьому,  компенсується  тим,  що  низьковольтні  ЕЗЛ  елементи  використовують  всередині  великих  інтегральних  схем.

Серед мікросхем зарубіжних виробників відомі такі серії як 10К (10102, 10181, 10209 та інші), а також 100К(100101, 100117, і інші). Технічні параметри їх близькі до вказаних вище.

2.3.8.Прилади  з  переносом   заряду.

22.Існує  два  типи  приладів,  які  працюють  за  принципом  переносу  заряду  від  одної  ділянки    на  кремнійовій   підложці  до  іншої – прилади, що працюють по принципу  «пожежних  ланцюжків»  і  прилади з зарядовим зв’язком (ПЗЗ).

 На  рис. 2.49    наведений   приклад   реалізації   пристрою   типу  «пожежних

                                       Рис.2.49.                             ланцюжків»  на  дискретних  компонентах. Робота схеми полягає в тому, що заряд, внесений на один з конденсаторів, шляхом дії двофазної системи синхроімпульсів ф1,ф2 на транзистори VT  може переміщуватись від одного конденсатора до іншого. Цим самим може забезпечуватись послідовний запис інформації, її зберігання, затримка на визначений інтервал часу і т.п.  Ця  схема  має  дві  особливості: 1. Так  як  для  запам’ятовування    використовується  конденсатор,  то  є  можливість  оперувати  як  аналоговою  так  і  цифровою  інформацією;  2. Так  як  через  розімкнені  транзистори  відбувається  втрата  заряду,  ця  пам’ять  повинна  працювати  в  динамічних  режимах.  ПЗЗ (рис.  2.50) простіше  «пожежних  ланцюжків».