36.Логические элементы, логические функции, основные законы алгебры логики

Логические элементы (ЛЭ) предназначены для реализации логических функций и являются одним из наиболее распространенных типов цифровых устройств, имеющих как самостоятельное применение, так и входящих в состав более сложных схем, выполненных на их основе, например, триггеров, регистров, счетчиков, распределителей, сумматоров, дешифраторов. Логические элементы делятся на по тенциальные, импульсные и импульсно-потенциальные.

Логические элементы по режиму работы подразделяются на статические и динамические. Статические ЛЭ могут работать как в статическом, так и в динамическом (импульсном) режимах. Статические элементы наиболее широко

используются в современных микросхемах. Динамические ЛЭ могут работать

только в импульсном режиме.

Логические элементы классифицируют также по типу применяемых транзисторов. Наибольшее распространение получили ЛЭ на биполярных и МДП-транзисторах. Кроме того, интенсивно разрабатываются ЛЭ на арсенид-галлиевых полевых транзисторах с управляющим переходом металл–полупроводник (МЕП-транзисторах) и гетероструктурных полевых транзисторах с управляющим переходом металл–полупроводник (ГМЕП-транзистор). Для каждого из перечисленных типов ЛЭ существует большое число их схемо-технических и конструктивно-технологических разновидностей. Например, к биполярным ЛЭ относятся элементы ТТЛ, эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ), интегральной инжекционной логики и др.

Элементарными логическими функциями являются: логическое сложение (дизъюнкция), логическое умножение (конъюнкция), логическое отрицание

(инверсия). Аналитические формы записи функций позволяют получить основные

законы алгебры логики отдельно для операций логического умножение и сло-

жения (И и ИЛИ).

ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ИЛИ–НЕ образуется путем отрицания результатов, полученных при выполнении операции ИЛИ. При входных сигналах, равных единице, сигнал на выходе соответствует логическому нулю, а при нулевых сигналах на всех входах сигнал на выходе равен "1".

Функция И–НЕ образуется путем отрицания результата, получаемого при выполнении операции И. Число входов элемента И–НЕ определяется числом аргументов функции И–НЕ. При подаче логического нуля на один из входов на выходе образуется логическая единица. Если на всех входах действует логическая единица, то сигнал на выходе равен логическому нулю.

37.Принцип построения лог. Элементов на основе полупроводниковых диодов.

На рис. представлена операция ИЛИ.

1. U_вх1=U_вх2=0

Диоды VD1 и VD2 закрыты, ток I_R=0, U_вых=0.

2. U_вх1≠0, U_вх1>U_пор; VD1 открыт→I_R≠0

X1	X2	Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

U_вх1>> U_пор→ I_R≈ U_вх/R

U_вых≠0; U_выхU_вх- U_пор

На рис. представлена операция И

1. U_вх1=0, I_R1≠0

I_R1= (U_п-U_д1)/R1≈ U_п/R1

U_вых≈ U_д1=0

2. U_вх1= U_вх2= U_п

VD1 и VD2 закрыты

X1	X2	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

U_вых=R2/(R1+R2)* U_п

R2>R1→ U_вых≈ U_п

К настоящему времени научились реализовывать логические элементы с помощью различных технологий на различных п/пр приборах:

-- резисторно-транзисторная логика.

--диодно-транзисторная л.

--транзисторно-тразисторная л.

--эммиторно-связанная л.

--интегральная инжекционная л.

--МОП л.

--КМОП л.