Ўзбекистон республикаси алоқа ва ахборотлаштириш агентлиги

Кириш
йÿллари

Чиқиш
йÿли

3.3-расм. ИЛИ элементи (а) ва унинг шартли белгиланиши (б)
Элементлар тизими мантиқий амалларни бажарувчи, сигналларни кучайтирувчи, тикловчи ҳамда сигналларнинг стандарт шаклларини шакллантирувчи элементларни ўз ичига олади.
Ҳозирда асосан ахборотни потенциал усулда ифодалашдан фойдаланувчи элементлар ("мантиқий элементларнинг потенциал тизими") ишлатилади. Аксарият замонавий тизимларда (русумларда) мантиқий амалларни бажарувчи И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ ва ҳ. элементлар, триггерлар ҳамда компьютер узеллари ҳисобланувчи мураккаб функционал элементлар намунавий элементлар сифатида ишлатилади.
Мантиқий элементлар тизимининг асосий параметрлари – таъминловчи кучланиш ва мантиқий 0 ва 1 ни ифодаловчи сигналлар; И ва ИЛИ кириш йўллари бўйича бирлашиш коэффициенти; юклама қобилияти (чиқиш йўли бўйича тармоқланиш коэффициенти); халалларга бардошлиги; сочилувчи энергия; тезкорлиги.
Таъминловчи кучланиш ва сигналлар. Элементлар тизими ишлатилувчи таъминловчи кучланишлар сони ва уларнинг номинал қийматлари орқали характерланади. Мантиқий элементлар учун кириш йўли ва чиқиш йўли сигналларининг қутблари ва сатхлари кўрсатилади.
Кириш йўли бўйича бирлашиш коэффициенти мантиқий элементдаги бўлиши мумкин бўлган кириш йўллари сонини белгилайди. Кириш йўли сонининг ошиши элементнинг бошқа параметрларининг, ҳусусан халалларга бардошлигининг, тезкорлигининг ва ҳ. сусайишига олиб келади.
Чиқиш йўли бўйича тармоқланиш коэффициенти бир вақтнинг ўзида элементнинг қанча мантиқий чиқиш йўли юкланиши мумкинлигини кўрсатади.
Халалларга бардошлик халаллар мавжудлигида элементнинг тўғри ишлаш қобилияти бўлиб, ишлашда адашишларга олиб келмайдиган халалларнинг максимал жоиз кучланиш орқали аниқланади.
Мантиқий элементларнинг тезкорлиги энг муҳим параметрлардан бири ҳисобланади ва сигнал тарқалиши кечикишининг ўртача вақти орқали характерланади , яъни

Бу ерда tкеч.₁ ва tкеч.₂ – мос ҳолда чиқиш йўли сигналининг фронти ва пасайишига нисбатан кечикиши (3.4-расм).
Асосий, кўпинча ишлатиладиган интеграл элементлар қуйидагилар: транзистор-транзистор мантиқнинг (ТТЛ) потенциал элементлари, эмиттер боғланишли транзистор мантиқнинг потенциал элементлари (ЭСЛ) ва МОП-транзистордаги элементлар.

3. Транзистор-транзистор мантиқнинг (ТТЛ) потенциал элементлари. 3.5-расмда ТТЛ базавий элементининг схемаси И-НЕ келтирилган. ТТЛ элементининг асосий хусусияти – мантиқий элементларнинг интеграл қурилишига хос кўп эмиттерли транзисторнинг (МТ) ишлатилиши.

Агар кўп эмиттерли транзисторнинг барча кириш йўлларига юқори сатхли мусбат кучланиш ("1" сигнали) берилса ток резистор R₁ орқали Т₁ транзисторнинг базасига оқади, сўнгра кучайтирилган ток Т₁ транзисторнинг эмиттеридан инвертирловчи транзистор Т₄ нинг базасига келади ва уни очади. Бунда Т₂ ва Т₃ транзисторлар беркилади. Элемент чиқиш йўлида "0" сигнали (тахминан Т₄ транзистор эмиттери потенциалига тенг) пайдо бўлади.

3.4-расм. Мантиқий элементда сигналнинг кириш йÿлидан чиқиш
йÿлига узатилишида кечикиш (∆u –сигналнинг фарқи)

Агар кўп эмиттерли транзисторнинг кириш йўлларидан бирида паст сатхли сигнал ("0" сигнали) пайдо бўлса Т₁ транзистор беркилади. Бу эса ўз навбатида Т₄ транзисторнинг беркилишига олиб келади. Т₂ транзистор эмиттер такрорлагич сифатида ишлайди, унинг базасига R₂ резистор орқали таъминот манбаи +Ек дан юқори сатҳ кучланиш берилади ва Т₃ транзистор очилади. Элемент чиқиш йўлида юқори сатҳли сигнал (мантиқий "1" сигнали) пайдо бўлади.

Т₃ транзистор Т₄ транзистор учун қаршилиги ўзгарувчан коллектор резистори вазифасини ўтайди. R₃ резисторнинг қаршилиги катта эмас ва у чиқиш йўли токини чегаралашга хизмат қилади.
ТТЛ схемасининг юкланиш қобилияти унинг чиқиш йўлига ўнтагача мантиқий элементларни улашга имкон беради. ТТЛ элементида сигнал кечикиш вақти 10…30 нс ни ташкил этади.
Эмиттер боғланишли транзистор мантиқнинг потенциал элементлари (ЭСЛ). 3.6-расмда ЭСЛ элементлар тизимидаги намунавий схема И келтирилган.
Схема кириш йўли томони умумий коллекторли ва умумий эмиттерли Т₃ - Т₅ транзисторлардан, чиқиш йўли томони Т6 транзистордан ташкил топган.
Агар элементнинг барча кириш йўлларида мантиқий "0"га мос кучланиш сатхи бўлса Т₃ - Т₅ транзисторлар беркилади. Т₆ транзистор эса очилади. Элементнинг бирор кириш йўлида мантиқий "1"га мос кучланиш сатхи пайдо бўлса Т₆ транзистор беркилади ва ундан оққан ток очилган кириш йўли транзистори орқали оқа бошлайди.

Чиқиш йўли сигналлари кириш йўли ва чиқиш йўли сигналлар сатхининг тенглиги шартини таъминловчи эмиттер такрорлагичлардан олинади. Эмиттер такрорлагичлар элементнинг юқори юклама қобилиятини таъминлайди, унга 15тача мантиқий элементлар уланиши мумкин.
ЭСЛ элементида сигналнинг кечикиш вақти одатда 1÷10 нс ни ташкил этади.
МОП-транзисторлар асосида қурилган интеграл элементлар ТТЛ ёки ЭСЛ элементларга нисбатан секин ишлайди. Аммо бу элементлар кам энергия истеъмол қилади, юкланиш қобилияти ва халалларга бардошлиги юқори Энг муҳими, бу элементлар интеграл схема юзасида кам жойни эгаллайди. МОП-транзистордаги элементлар технологияси мураккаб эмас ва, демак, улар арзон.
МОП-транзисторларнинг "п" ва "р"-хиллари мавжуд. 3.7,расм "а" да "п"-хилдаги МОП-транзистор асосида қурилган инвертор схемаси келтирилган. Затворга (схема кириш йўлига) юқори сатҳли сигнал берилганида исток ва сток орасидаги қаршилик камаяди ва чиқиш йўлида кучланишнинг паст сатҳи ўрнатилади. Затворга паст сатҳли сигнал берилганида исток ва сток орасидаги қаршилик жуда катта бўлади ва чиқиш йўлида кучланишнинг юқори сатҳи ўрнатилади. МОП-транзисторлар асосидаги схемаларда юклама резистор сифатида МОП-транзисторнинг ишлатилиши технология нуқтаи назаридан қулай ҳисобланади ва бу транзисторни очиш режимига ўрнатиш учун унинг затворига кучланиш берилади (3.7-расм "б").