8.2.3. Логический элемент не.

X1	F
0	1
1	0

рисунок 8.5

Логический элемент НЕ имеет один вход и один выход. Он выполняет операцию инверсия (отрицание), в связи с чем, его часто называют логическим инвертором.

Логический элемент НЕ представляет собой ключевую схему на транзисторе (рисунок 8.5). При Х=0 транзистор закрыт, напряжение U_кэ ≈ Е_к, то есть F=1. При Х=1 транзистор открыт, U_кэ =0; F=0. Открытое состояние транзистора обеспечивается заданием тока базы, вводящего транзистор в режим насыщения.

8.2.4. Логический элемент или-не.

X1	X2	X3
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

а) б) в)

г)

рисунок 8.6

Условное обозначение логического элемента ИЛИ-НЕ на рисунок 8.6.а. Он объединяет элементы ИЛИ и НЕ с последовательностью, указанной на рисунок 8.6.б. Входным сигналом, равным «1», соответствует на выходе логический «0», а при нулевых сигналах на всех входах F=1. F=х₁+х₂+х₃+…+х_n.

Схема логического элемента ИЛИ-НЕ (рисунок 8.6.г) представляет собой последовательное соединение элемента ИЛИ на диодах и элемента НЕ на транзисторе. Логические схемы подобного сочетания называются диодно-транзисторной логикой (ДТЛ).

8.2.5. Логический элемент и-не.

X1	X2	X3
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

рисунок 8.7

Логическая функция И-НЕ отвечает выражению: F=х₁·х₂·х₃·…·х_n

Схема (рисунок 8.7) работает следующим образом. При «0» на одном из входов, например х₁, открывается VD1 и ток протекает по цепи Е_к – R_б – VD1 – X₁. Ток базы транзистора равен нулю, он закрыт и F=1. Поскольку напряжение на открытом диоде входной цепи и напряжение входа логического «0» реально больше нуля, то точка F имеет положительный потенциал относительно элиттера транзистора. В отсутствии VD3 и VD4 это может привести к отпиранию транзистора. При их введении, напряжение между точкой F и элиттером транзистора будет приложено к диодам, а напряжение U_бэ транзистора ≈ 0.

На рисунок 8.8 приведена схема элемента И-НЕ на транзисторно-транзисторной логике. Основой этих элементов является использование многоэмиттерного транзистора VT2, который заменяет диодную часть элемента И-НЕ.

рисунок 8.8

Подобная замена технологически выгодна, т.к. изготовление многоэмиттерного транзистора в микросхемах не на много сложнее, чем изготовление обычного транзистора, а площадь, занимаемая многоэмиттерным транзистором в кристалле полупроводника меньше диодной части элемента И-НЕ ДТЛ. От обычного многоэмиттерный транзистор отличается наличием нескольких эмиттерных областей с общими для всего транзистора базовым и коллекторным слоями. Если, например, на входе х₁ нулевое напряжение, то ток замыкается по цепи Е_к – R – VТ2 – X₁. Ток базы VT1 равен нулю и транзистор VT1 закрыт, F=1. Так будет и при нулевом сигнале, и на большем количестве входов. При наличии на всех входах логической «1» (напряжения, близкого к Е_к) все эмиттерные переходы VT2 будут находиться под обратным напряжением, а коллекторный переход – под прямым. Через VT1 по цепи Е_к–R–VТ2-VT1 – земля протекает базовый ток, VT1 открывается, F=0.

В общем корпусе выпускаемых микросхем обычно содержится несколько элементов одного типа.