Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Hradla AND a NAND OB21-OP-EL-CT-JANC-M-2-013

3  Dnes nejvíce používanými technologiemi na realizaci logických funkcí jsou technologie TTL a CMOS. Obě tyto technologie využívají polovodičové prvky.  Technologie TTL používá bipolární tranzistory a technologie CMOS tranzistory unipolární.  Jednotlivé logické prvky – hradla – realizují vždy příslušnou logickou funkci.  Nejvíce používanými logickými funkcemi jsou negace NOT realizovaná invertorem, logický součin AND realizovaný hradlem AND a logický součet OR realizovaný hradlem OR.

4 Hradla AND a NAND  V praxi jsou nejvíce používána hradla, která realizují úplný systém logických funkcí.  Jsou to logické funkce negovaného logického součinu NAND realizované pomocí hradla NAND a logická funkce negovaného logického součtu NOR realizovaná pomocí hradla NOR.  Obě tato hradla jsou vyráběna jak v provedení TTL, tak i v provedení CMOS.  Nejméně jsou v praxi používána hradla AND a OR.

5 Hradlo NAND v technologii TTL  Logické hradlo TTL bylo prvním vyrobeným logickým členem.  Typické uspořádání hradla NAND v technologii TTL standard (Tranzistor-Tranzistor-Logic) je znázorněno na obr. 1.

6 Hradlo NAND v technologii TTL Obr. 1 Vnitřní uspořádání dvouvstupového hradla NAND TTL

7 Hradlo NAND v technologii TTL  Důležitou součástí hradla NAND technologie TTL je víceemitorový tranzistor, pomocí něhož je logický součin realizován.  Je-li alespoň jeden ze vstupů A,B na úrovni logické nuly (tj. napětí menší než 0,8 V), je přechod báze – emitor tranzistoru T 1 otevřen a prochází jím ze zdroje U CC přes rezistor R 1 =4k  proud do vnějšího vstupního obvodu.  Tranzistor T 1 je nasycen a na jeho kolektoru je napětí přibližně shodné s napětím na emitoru.  Tranzistor T 2 je proto uzavřen, na rezistoru R 3 s odporem 1k  je nulové napětí a je tedy uzavřen i tranzistor T 4.

8 Hradlo NAND v technologii TTL  Přes rezistor R 2 =1,6k  prochází do báze tranzistoru T 3 proud a na výstupu je napětí odpovídající úrovni logická 1.  Jeho hodnota je dána napájecím napětím U CC =5V, sníženým o úbytek napětí na přechodu báze-emitor tranzistzoru T 3 a o úbytek napětí na diodě D.

9 Hradlo NAND v technologii TTL  Zvyšujeme-li napětí U I na vstupu obvodu až k napětí odpovídající úrovni logická 1, změní se činnost tranzistoru T 1 tak, že emitorové přechody jsou uzavřeny a přechod báze- kolektor se chová jako propustně pólovaná dioda.  Tranzistor T 1 pracuje v inverzním režimu (na emitoru má vyšší napětí než na kolektoru).  Proud určený rezistorem R 1 =4k  a napětím zdroje U CC =5V prochází touto diodou do báze tranzistoru T 2. Ten se nasytí a současně svým emitorovým proudem způsobí úbytek napětí na rezistoru R 3 a otevře tranzistor T 4.

10 Hradlo NAND v technologii TTL  Protože mezi kolektorem a emitorem tranzistoru T 2 je jen malé saturační napětí, je tranzistor T 3 uzavřen. K jeho uzavření přispívá též dioda D.  Na výstupu je kolektorové napětí nasyceného tranzistoru T 4, které odpovídá úrovni logické 0.

11 Hradlo NAND v technologii TTL  Na obr. 2 je znázorněna převodní charakteristika standardního hradla TTL.  Znázorňuje závislost výstupního napětí hradla U O na vstupním napětí U I.  Bod A na charakteristice odpovídá skutečné rozhodovací úrovni, kdy U O = U I.

12 Hradlo NAND v technologii TTL Obr. 2 Převodní charakteristika hradla TTL

13 Hradlo NAND v technologii TTL  Dvouvstupové hradlo NAND se vyrábí pod označením Písmena před tímto označením udávají výrobce, např. SN je označení pro Texas Instruments.  Obdobně funguje v technologii TTL i hradlo AND, kdy je na výstupu za tranzistor T4 zařazen ještě další stupeň, který realizuje funkci invertoru tohoto signálu.  Kromě standardní řady 74XX existují i řady modifikované. Vznikly tak řady obvodů TTL, které se liší zapojením.

14 Hradlo NAND v technologii TTL Dále jsou uvedeny některé významné řady TTL:  TTL - standard, původní řada obvodů TTL  STTL – řada obvodů TTL využívající princip Schotkyho tranzistoru  LSTTL – nízkopříkonová řada obvodů STTL (Low Power Schotky)  ALSTTL – pokročilá nízkopříkonová řada obvodů STTL (Advanced Low Power Schotky)  FTTL – rychlá logika TTL (Fast TTL)

15 Hradlo NAND v technologii TTL  Nízkopříkonová řada LSTTL je v současné době nejvíce rozšířenou řadou.  V této řadě dodávají výrobci nejvíce typů produktů.

16 Hradlo NAND v technologii CMOS  Logická hradla v technologii CMOS se konstruují vhodným zapojením několika invertorů.  Hradlo NAND bývá sestaveno tak, že:  Spojíme dva MOSFET tranzistory T1 a T2 s n- kanálem v sérii a dva MOSFET tranzistory T3 a T4 s p-kanálem paralelně  Spojíme vývody hradel (G) tranzistorů MOSFET párově (s kanálem p a s kanálem n) T1 – T3 a T2 – T4, získáme zapojení dvouvstupového hradla NAND. Způsob zapojení je patrný z obr. 3.  Základní parametry a porovnání obvodů CMOS a TTL je uvedeno v tabulce Tab. 1.

17 Obr. 3 Zapojení dvouvstupového hradla NAND CMOS

18 Tab. 1 Porovnání parametrů obvodů TTL a CMOS

19  Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

20 Literatura  Antošová M, Davídek V.: Číslicová technika, KOPP České Budějovice 2008  Bernard J., Hugon J., Le Covec R.: Od logických obvodů k mikroprocesorům I, SNTL Praha 1982


Stáhnout ppt "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."

Podobné prezentace


Reklamy Google