Шта је транзисторска транзисторска логика (ТТЛ) и њен рад

Логички капије попут НАНД, НОР користе се у свакодневним апликацијама за извођење логичких операција. Капије се производе помоћу полупроводничких уређаја попут БЈТ, диода или ФЕТ-а. Различите капије су направљене помоћу интегрисаних кола. Дигитална логичка кола се производе у зависности од одређене технологије кола или породице логика. Различите логичке породице су РТЛ (транзисторска логика отпорника), ДТЛ (транзисторска логика диода), ТТЛ (транзисторско-транзисторска логика), ЕЦЛ (логика повезана са емитерима) и ЦМОС (комплементарна логика полупроводничког металног оксида). Од тога се РТЛ и ДТЛ ретко користе. Овај чланак говори о прегледу а Транзистор-транзисторска логика или ТТЛ .

Историја транзистор-транзистор логике

Логику ТТЛ или транзистор-транзисторска логика измислио је 1961. године „Јамес Л. Буие из ТРВ“. Погодан је за развој нових интегрисаних кола. Стварно име овог ТТЛ-а је ТЦТЛ што значи транзистор-везана транзисторска логика. 1963. године, производњу првих комерцијалних ТТЛ уређаја дизајнирала је „Силваниа“ позната као СУХЛ или „Силваниа Универсал Хигх-Левел Логиц фамили“.

Након што су тексашки инжењери инструмената 1964. године лансирали ИЦ-ове серије 5400 са опсегом војне температуре, тада је транзистор-транзисторска логика постала веома популарна. Након тога, серија 7400 је лансирана кроз ужи опсег 1966. године.

Компатибилне делове 7400 породица које су лансирали тексашки инструменти дизајнирало је неколико компанија попут Натионал Семицондуцтор, АМД, Моторола, Интел, Фаирцхилд, Сигнетицс, Интерсил, Муллард, СГС-Тхомсон, Сиеменс, Рифа итд. Једна и једина производња компанија попут ИБМ лансирала је некомпатибилне склопове који користе ТТЛ за сопствену употребу.

Транзистор-транзисторска логика примењивана је на многе генерације биполарне логике полаганим побољшањем брзине као и искоришћења снаге током око две деценије. Обично сваки ТТЛ чип укључује стотине транзистора. Генерално, функције у једном пакету се крећу од логичких капија до микропроцесора.
Први рачунар попут Кенбак-1 је коришћен Трансистор-Трансистор Логиц за свој ЦПУ као алтернатива микропроцесору. 1970. године Датапоинт 2200 је користио ТТЛ компоненте и био је основа за 8008 и након тога к86 сет инструкција.

ГУИ који је Ксерок алто увео 1973. године, као и Стар станице 1981. године, коришћени су ТТЛ склопови који су уграђени на нивоу АЛУ-а.

Шта је транзистор-транзисторска логика (ТТЛ)?

Транзистор-транзисторска логика (ТТЛ) је логичка породица коју чине БЈТ (биполарни спојни транзистори). Као што и само име говори, транзистор обавља две функције попут логике, као и појачање. Најбољи примери ТТЛ-а су логичка капија, наиме капија 7402 НОР и капија 7400 НАНД.

ТТЛ логика укључује неколико транзистора који имају неколико емитора као и неколико улаза. Типови ТТЛ или транзистор-транзисторска логика углавном укључују стандардни ТТЛ, брзи ТТЛ, Сцхоттки ТТЛ, ТТЛ велике снаге, ТТЛ мале снаге и напредни Сцхоттки ТТЛ.

Пројектовање ТТЛ логичких капија може се извршити помоћу отпорника и БЈТ. Постоји неколико варијанти ТТЛ-а које су развијене за различите сврхе, као што су зрачењем очврсли ТТЛ пакети за свемирске примене и Сцхоттки диоде мале снаге које могу пружити одличну комбинацију брзине и мање потрошње енергије.

Врсте транзистор-транзисторска логика

ТТЛ су доступни у различитим типовима и њихова класификација се врши на основу резултата као што је следећи.

• Стандардни ТТЛ
• Брзи ТТЛ
• Сцхоттки ТТЛ
• ТТЛ велике снаге
• ТТЛ мале снаге
• Напредни Сцхоттки ТТЛ.

ТТЛ мале снаге ради са комутационом брзином од 33нс како би смањио потрошњу енергије попут 1 мВ. Тренутно је ово замењено ЦМОС логиком. Брзи ТТЛ има брже пребацивање у поређењу са нормалним ТТЛ-ом попут 6нс. Међутим, има велику дисипацију снаге попут 22 мВ.

Сцхоттки ТТЛ је покренут 1969. године и користи се за избегавање складиштења наелектрисања да би се повећало време пребацивања помоћу Сцхоттки диодних стезаљки на капији терминала. Ови терминали раде у 3нс, али укључују велику дисипацију снаге од 19 мВ

ТТЛ мале снаге користи високе вредности отпора од ТТЛ мале снаге. Сцхоттки диоде ће пружити добру комбинацију брзине као и смањену искоришћеност снаге од око 2 мВ. Ово је најопштији тип ТТЛ-а, који се користи попут логике лепка унутар микрорачунара, у основи замењује прошле под-породице попут Л, Х & С.

Брзи ТТЛ користи се за повећање преласка са ниског на виши ниво. Ове породице су постигле ПДП од 4пЈ и 10 пЈ, сходно томе. ЛВТТЛ или нисконапонски ТТЛ за напајање од 3,3 В као и повезивање меморије.

Већина дизајнера нуди комерцијалне, као и опсежне температурне опсеге. На пример, температурни опсег делова серије 7400 компаније Текас Инструментс креће се од 0 - 70 ° Ц, као и температурни опсег серије 5400 од -55 до +125 ° Ц. Делови са високом поузданошћу и посебним квалитетом доступни су за ваздухопловну и војну примену, док се уређаји за зрачење из серије СЊ54 користе у свемирским апликацијама.

Карактеристике ТТЛ-а

Карактеристике ТТЛ укључују следеће.

1. Фан Оут: Број оптерећења која излаз ГАТЕ може да поднесе без утицаја на његове уобичајене перформансе. Под оптерећењем подразумевамо количину струје коју захтева улаз друге капије повезан са излазом дате капије.
2. Расипање снаге: Представља количину енергије која је потребна уређају. Измерено је у мВ. Обично је то производ напона напајања и величине просечне повучене струје када је излаз висок или низак.
3. Кашњење: Представља време транзиције које протекне када се ниво улазног сигнала промени. Кашњење које се јавља да би излаз извршио свој прелаз је кашњење ширења.
4. Маргина шума: Представља количину напона буке дозвољену на улазу, која не утиче на стандардни излаз.
   

Класификација транзистор-транзисторска логика

То је логична породица која се у потпуности састоји од транзистора. Запошљава транзистор са више емитера. Комерцијално започиње серијом 74 попут 7404, 74С86 итд. Саградио га је 1961. године Јамес Л Буи и комерцијално користио у логичком дизајну 1963. ТТЛ-ови се класификују на основу резултата.

Излаз отвореног колектора

Главна карактеристика је да је његов излаз 0 када је низак и плутајући када је висок. Обично се може применити спољни Вцц.

Излаз отвореног колектора транзистор-транзисторска логика

Транзистор К1 понаша се као скуп диода постављених уназад. Са било којим улазом на логичкој ниској вредности, одговарајући спој база-емитер је пристран и пад напона на бази К1 је око 0,9 В, недовољно за провођење транзистора К2 и К3. Према томе, излаз је плутајући или Вцц, тј. Висок ниво.

Слично томе, када су сви улази високи, сви спојеви емитер базе К1 су уназад пристрасни и транзистори К2 и К3 добијају довољно базне струје и налазе се у режиму засићења. Излаз је на логички ниском нивоу. (Да би транзистор прешао у засићење, струја колектора треба да буде већа од β пута веће од основне струје).

Апликације

Примене излаза отвореног колектора укључују следеће.

• У возним лампама или релејима
• У извођењу жичане логике
• У изградњи заједничког система сабирница

Излаз тотемског пола

Тотем пол значи додавање активног склопног круга на излазу капије што резултира смањењем кашњења ширења.

Излаз тотемског пола ТТЛ

Логички рад је исти као излаз отвореног колектора. Коришћење транзистора К4 и диоде омогућава брзо пуњење и пражњење паразитских капацитета преко К3. Отпорник се користи за одржавање излазне струје на сигурној вредности.

Три државне капије

Пружа 3 стања излаза, као што је приказано у наставку

• Стање ниског нивоа када је доњи транзистор УКЉУЧЕН, а горњи транзистор ИСКЉУЧЕН.
• Стање на високом нивоу када је доњи транзистор ИСКЉУЧЕН, а горњи транзистор УКЉУЧЕН.
• Треће стање када су оба транзистора ИСКЉУЧЕНА. То омогућава директну жичану везу многих резултата.

Транзистор-транзисторска логика Тхрее Стате Гате

Породичне карактеристике ТТЛ-а

Карактеристике породице ТТЛ укључују следеће.

• Низак ниво логике је на 0 или 0,2В.
• Висок ниво логике је на 5В.
• Типични вентилатор од 10. Значи да може подржати највише 10 капија на свом излазу.
• Основни ТТЛ уређај користи снагу од скоро 10мВ, што се смањује употребом Сцхоттки уређаја.
• Просечно кашњење ширења је око 9нс.
• Граница буке је око 0,4В.

Серија ТТЛ ИЦ

ТТЛ ИЦ углавном почињу са 7 серија. Има 6 подфамилија:

1. Уређај мале снаге са закашњењем ширења од 35 нс и расипањем снаге од 1мВ.
2. Сцхоттки мале снаге уређај са закашњењем од 9нс
3. Напредни Сцхоттки уређај са кашњењем од 1,5нс.
4. Напредни Сцхоттки мале снаге уређај са закашњењем од 4 нс и расипањем снаге од 1мВ.

У било којој номенклатури ТТЛ уређаја, прва два имена означавају назив подфамилије којој уређај припада. Прве две цифре означавају температурни опсег рада. Следећа два алфабета означавају подфамилију којој уређај припада. Последње две цифре означавају логичку функцију коју врши чип. Примери су 74ЛС02-2 нити улазна НОР капија, 74ЛС10 Трипле 3 улазна НАНД капија.

Типични ТТЛ кругови

Логиц Гатес се користе у свакодневном животу у апликацијама попут сушара за веш, рачунарског штампача, звона на вратима итд.

3 основне логичке капије имплементиране помоћу ТТЛ логике дате су у наставку: -

НОР Гате

Претпоставимо да је улаз А на логичкој висини, одговарајући транзисторски спој емитер-база је уназад пристран, а спој база-колектор унапред. Транзистор К3 добија основну струју од напона напајања Вцц и прелази у засићење. Као резултат ниског напона колектора из К3, транзистор К5 одсече, а са друге стране, ако је други улаз низак, К4 је одсечен и К5 је одсечен и излаз је повезан директно на земљу преко транзистора К3 . Слично томе, када су оба улаза логички ниска, излаз ће бити логички висок.

НОР Гате ТТЛ

НОТ Гате

Када је улаз низак, одговарајући спој база-емитер је пристран унапред, а спој база-колектор обрнуто. Као резултат, транзистор К2 је одсечен, а такође је одсечен и транзистор К4. Транзистор К3 прелази у засићење, а диода Д2 почиње да проводи и излаз је повезан на Вцц и иде на високу логику. Слично томе, када је улаз на логичкој висини, излаз је на логички ниској.

НОТ Гате ТТЛ

ТТЛ поређење са другим логичким породицама

Генерално, ТТЛ уређаји троше више енергије у поређењу са ЦМОС уређајима, али искоришћеност енергије се не повећава брзином такта за ЦМОС уређаје. У поређењу са тренутним ЕЦЛ круговима, транзистор-транзисторска логика користи малу снагу, али има једноставна правила дизајна, али је знатно спорија.

Произвођачи могу објединити ТТЛ и ЕЦЛ уређаје у истом систему да би постигли најбоље перформансе, али уређаји попут померања нивоа су неопходни међу две логичке породице. ТТЛ је слабо осетљив на оштећења електростатичким пражњењем у поређењу са раним ЦМОС уређајима.

Због о / п структуре ТТЛ уређаја, импеданса о / п је асиметрична међу ниским и високим стањима да би била неприкладна за погон далековода. Обично се овај недостатак превазилази пуфером о / п помоћу посебних уређаја за линијски покретач где год сигнали захтевају пренос кроз каблове.

Тотем-пол о / п структура ТТЛ-а често се брзо преклапа када проводе и виши и доњи транзистор, што резултира значајним сигналом струје извучене из напајања.

Ови сигнали се могу повезати изненадним методама између неколико ИЦ пакета, што резултира нижим перформансама и смањеном маржом шума. Генерално, ТТЛ системи користе одвојни кондензатор за сваки, иначе два ИЦ пакета, тако да тренутни сигнал са једног ТТЛ чипа тренутно не смањује напон напајања на други.

Тренутно многи дизајнери испоручују еквиваленте ЦМОС логике путем ТТЛ компатибилних и / п & о / п нивоа путем бројева делова који су повезани са одговарајућом ТТЛ компонентом, укључујући исте пиноуте. Тако ће, на пример, серија 74ХЦТ00 пружити неколико алтернатива за убацивање делова биполарне серије 7400, међутим користи ЦМОС технологију.

Поређење ТТЛ-а са другим логичким породицама у смислу различитих спецификација укључује следеће.

Транзистор-транзисторски логички претварач

Транзисторски транзисторски логички уређаји (ТТЛ) заменили су диодну транзисторску логику (ДТЛ) јер раде брже и јефтинији су за функционисање. НАНД ИЦ са Куад 2 улазом користи 7400 ТТЛ уређај за пројектовање широког спектра кола која се користе као претварачи.

Дијаграм кола горе користи НАНД капије унутар ИЦ. Дакле, одаберите прекидач А да бисте активирали коло, а затим ћете приметити да ће се обе ЛЕД диоде у кругу искључити. Када је излаз низак, онда би улаз требао бити висок. Након тога, одаберите прекидач Б, а затим ће се све ЛЕД диоде упалити.

Када је прекидач А одабран, тада ће оба улаза НАНД капије бити висока, што значи да ће излаз логичких капија бити мањи. Када је одабран прекидач Б, улази дуго неће бити високи и ЛЕД лампице ће се упалити.

Предности и мане

Предности недостатака ТТЛ укључују следеће.

Главна предност ТТЛ-а је што лако можемо да се повежемо са другим круговима и способношћу генерисања тешких логичких функција због одређених нивоа напона, као и добрих маргина шума. ТТЛ има добре карактеристике као што је укључивање вентилатора, што значи број и / п сигнала који може се прихватити путем улаза.

ТТЛ је углавном имун на штету од стационарних пражњења електричне енергије која нису попут ЦМОС-а и у поређењу са ЦМОС-ом су економична. Главни недостатак ТТЛ-а је велика искоришћеност струје. Високи тренутни захтеви ТТЛ-а могу довести до увредљивог функционисања, јер ће о / п стања бити искључена. Чак и са различитим ТТЛ верзијама које имају малу тренутну потрошњу биће конкурентне ЦМОС-у.

Доласком ЦМОС-а, ТТЛ апликације замењене су ЦМОС-ом. Али, ТТЛ се и даље користи у апликацијама јер су прилично робусне, а логичка врата су прилично јефтина.

ТТЛ апликације

Апликације ТТЛ укључују следеће.

• Користи се у апликацији контролера за пружање 0 до 5Вс
• Користи се као склопни уређај у главним лампама и релејима
• Користи се у процесорима од мини рачунари попут ДЕЦ ВАКС-а
• Користи се у штампачима и терминалима за видео приказ

Дакле, ово је све о томе преглед ТТЛ или транзистор-транзисторске логике . То је група ИЦ-а која задржава логичка стања, као и постизање пребацивања помоћу БЈТ-а. ТТЛ је један од разлога што се ИЦ-и толико користе јер су јефтини, бржи и имају високу поузданост у поређењу са ТТЛ-ом и ДТЛ-ом. ТТЛ користи транзисторе кроз неколико емитора у капијама које имају неколико улаза. Ево питања за вас, које су поткатегорије транзистор-транзисторска логика?