Larawan 1: Mga Pamilya ng Logic
Ang mga pamilya ng lohika ay angkop sa disenyo ng digital circuit, na binubuo ng mga pangkat ng Integrated Circuits (ICS) na nagpapatakbo sa mga katugmang antas ng lohika at mga kinakailangan sa supply ng kuryente.Ang mga IC na ito ay nagbibigay -daan sa paglikha ng mga panghuli na lohika na mga pintuan, tulad ng at, o, hindi, NAND, at ni, na angkop para sa pagsasagawa ng mga pangunahing operasyon sa digital.
Ang mga pamilya ng lohika ay inuri batay sa kanilang mga antas ng lohika, na maaaring maging positibo o negatibo.Sa positibong lohika, ang isang mababang boltahe ay kumakatawan sa isang lohikal na '0,' at isang mataas na boltahe ay kumakatawan sa isang lohikal na '1.'Ang pagsasaayos na ito ay nangangahulugan na ang system ay "on" kapag ang mataas na boltahe ay inilalapat at "off" sa mababang boltahe.Sa kabaligtaran, sa negatibong lohika, ang isang mataas na boltahe ay tumutugma sa isang lohikal na '0,' habang ang isang mababang boltahe ay kumakatawan sa isang lohikal na '1,' na epektibong baligtad ang mga estado at off na estado kumpara sa positibong lohika.
Ang pagtatayo ng mga pamilya ng lohika ay nakasalalay sa mga teknolohiyang semiconductor na gumagamit ng mga diode at transistor bilang mga pangunahing sangkap ng paglipat.Ang mga diode ay gumana sa dalawang estado: nagsasagawa sila (ON) kapag pasulong-bias at hindi nagsasagawa (off) kapag reverse-bias.Ang mga transistor, na mayroong tatlong mga terminal - ang kolektor, base, at emitter - ay kumokontrol sa daloy ng kasalukuyang sa pagitan ng kolektor at emitter batay sa boltahe na inilalapat sa base.Ang mekanismo ng paglipat na ito ay nagbibigay-daan sa mga transistor na kahalili sa pagitan ng pagsasagawa at mga estado na hindi conduct.
Larawan 2: Mga pamilyang lohika ng unipolar
Ang mga pamilyang lohika ng unipolar ay pangunahing sa teknolohiyang semiconductor, na gumagamit lamang ng isang uri ng singil ng carrier - alinman sa mga electron o butas - para sa kanilang operasyon.Ang mga pamilyang ito ay kapansin-pansin sa pagbuo ng mga digital circuit, na may mga teknolohiyang metal-oxide-semiconductor (MOS), lalo na ang mga pantulong na MO (CMO), na nakatayo para sa kanilang kahusayan at pagiging maaasahan.
Larawan 3: NMOS Transistors
Sa core ng mga unipolar logic na pamilya ay ang mga NMO at PMOS transistors.Ang mga transistor ng NMOS ay gumagamit ng mga n-type na dopant sa kanilang mga rehiyon ng gate.Kapag ang isang positibong boltahe ay inilalapat sa gate, ang NMOS transistor ay nagiging conductive.Ang conductivity na ito ay lubos na mahusay dahil ang mga electron, ang mga carrier ng singil sa NMOS, ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa mga butas.
Larawan 4: PMOS Transistor
Sa kabilang banda, ang mga transistor ng PMOS ay doped na may mga p-type na materyales at pag-uugali kapag ang isang negatibong boltahe ay inilalapat sa gate.Bagaman ang mga butas, ang mga carrier ng singil sa mga transistor ng PMOS, ay mas mabagal kaysa sa mga electron, nag -aalok sila ng mas mahusay na kaligtasan sa ingay, na ginagawang mahalaga ang mga transistor ng PMOS sa mga kapaligiran na may mataas na panghihimasok.
Larawan 5: Teknolohiya ng CMOS
Ang teknolohiya ng CMOS ay nagsasama ng mga transistor ng NMO at PMOS sa isang paraan na nagpapabuti sa kahusayan ng kuryente at pinapasimple ang disenyo ng circuit.Sa pamamagitan ng pagsasama ng dalawang uri ng mga transistor na ito, ang mga circuit ng CMOS ay maaaring magsagawa ng mga pag-andar ng lohika nang hindi nangangailangan ng mga pull-up resistors, na binabawasan ang parehong pagiging kumplikado ng circuit at pagkonsumo ng kuryente.Ang mga pakinabang ng teknolohiya ng CMOS-tulad ng mababang pagkonsumo ng kuryente, pagiging epektibo sa gastos, mataas na pagiging maaasahan, at malakas na pagtutol sa ingay-maging perpekto ito para sa mga aparato na pinapagana ng baterya at mga kapaligiran kung saan seryoso ang kaligtasan sa ingay.Gayunpaman, ang mga circuit ng CMOS ay may ilang mga limitasyon.Ang mga ito ay sensitibo sa pagbabagu -bago ng boltahe at partikular na mahina sa paglabas ng electrostatic, na maaaring humantong sa mga isyu sa pagganap o kahit na masira ang circuit sa paglipas ng panahon.
Larawan 6: Mga pamilyang lohika ng Bipolar
Ang mga pamilyang logic ng Bipolar ay isang foundational na teknolohiya sa disenyo ng digital circuit, gamit ang parehong uri ng mga carrier ng singil - mga electron at butas - upang magsagawa ng mga operasyon ng lohika.Ang mga pamilyang ito ay umaasa sa mga pangunahing sangkap ng semiconductor tulad ng mga diode at bipolar junction transistors (BJTS).Ang pag-uugali ng mga BJT sa mga circuit na ito ay tumutukoy sa dalawang pangunahing kategorya: puspos at hindi puspos na mga pamilya na lohika.
Mga Pamilya na Logic na Pamilya: Tulad ng Transistor-Transistor Logic (TTL), Logic Transistor Logic (DTL), at Resistor Transistor Logic (RTL), ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng pagmamaneho ng mga BJT sa malalim na saturation.Tinitiyak ng saturation na ito ang matatag na kaligtasan sa ingay at matatag na pagganap ng paglipat, na ginagawang perpekto ang mga pamilyang ito para sa mga kapaligiran kung saan hinihingi ang pagpapanatili ng integridad ng signal.Halimbawa, ang TTL ay malawakang ginagamit dahil sa simpleng disenyo at maaasahang operasyon sa magkakaibang mga kondisyon.Gayunpaman, ang trade-off para sa ingay na kaligtasan at pagiging maaasahan ay mas mataas na pagkonsumo ng kuryente.Kapag ang mga BJT ay ganap na puspos, gumuhit sila ng higit na kapangyarihan, na maaaring maging isang kawalan sa mga aplikasyon kung saan ang kahusayan ng enerhiya ay mapanganib, tulad ng mga portable o baterya na pinapagana ng baterya.
Ang mga pamilyang hindi saturated na lohika: kabilang ang mga emitter na kaakibat na lohika (ECL) at Schottky TTL, iwasan ang pagmamaneho ng mga BJT sa buong saturation.Sa halip, nagpapatakbo sila sa loob ng aktibo o linear na mga rehiyon ng mga transistor.Ang pamamaraang ito ay makabuluhang binabawasan ang pagkonsumo ng kuryente at nagpapahusay ng mga bilis ng paglipat, na ginagawang partikular na angkop ang mga pamilyang ito para sa high-speed computing at iba pang hinihingi na mga digital na aplikasyon.
Larawan 7: Emitter Coupled Logic (ECL)
Ang ECL ay nakatayo para sa kakayahang makamit ang napakabilis na bilis ng paglipat.Sa kaunting mga pagkaantala sa pagpapalaganap at mababang mga swings ng boltahe, ang ECL ay idinisenyo para sa mga gawain sa pag-compute ng mataas na pagganap kung saan mahalaga ang mabilis na pagproseso ng data at mabilis na mga oras ng pagtugon.Ang bilis at katumpakan nito ay gawin itong ginustong pagpipilian sa mga aplikasyon na humihiling sa pagganap ng top-tier, tulad ng mga advanced na sistema ng computing.
Larawan 8: Schottky TTL
Ang Schottky TTL ay nagpapabuti sa tradisyonal na TTL sa pamamagitan ng pagsasama ng mga diode ng Schottky, na pumipigil sa pagpasok ng BJTS mula sa pagpasok ng buong saturation.Pinapayagan ng makabagong disenyo na ito para sa mas mabilis na mga oras ng paglipat, na ginagawang Schottky TTL ang isang mahusay na pagpipilian para sa mga high-speed digital circuit na nangangailangan ng parehong mabilis na mga tugon at mahusay na paggamit ng kuryente.
Ang pagiging epektibo ng isang pamilya ng lohika ay natutukoy ng maraming mga pangunahing katangian, ang bawat isa ay nakakaimpluwensya sa pagganap at pagiging maaasahan ng mga digital circuit.
Mga tampok ng iba't ibang mga pamilya ng lohika |
|
Bilis ng pagpapatakbo |
Ang isa sa mga katangian ng gravest ay
Ang bilis ng pagpapatakbo, na sumusukat kung gaano kabilis ang isang lohika gate ay maaaring magbago nito
Output bilang tugon sa isang pagbabago sa pag -input.Ang bilis na ito ay ginagamit para sa mga aplikasyon
Kung saan kinakailangan ang mabilis na pagproseso, dahil direktang nakakaapekto ito sa pangkalahatan
Pagganap ng circuit. |
Fan-in at fan-out |
Ang Fan-in ay tumutukoy sa maximum na bilang ng
Mga input na maaaring hawakan ng isang solong lohika na gate.Pinapayagan ng isang mas mataas na fan-in para sa higit pa
kumplikadong mga operasyon ng lohika sa loob ng isang solong gate, na nagpapagana ng mas sopistikado
Mga Disenyo ng Circuit.Sa kabilang banda, ipinapahiwatig ng fan-out kung gaano karaming iba pang mga pintuan a
Ang solong output ay maaaring epektibong magmaneho.Ito ay malaki para sa pagpapanatili
Ang integridad ng signal kapag ang output ng isang solong gate ay kailangang kumonekta sa maraming
Mga input. |
Ingay sa kaligtasan sa ingay |
Ang kaligtasan sa ingay ay isang sukatan kung gaano kahusay ang a
Ang circuit ay maaaring makatiis ng mga kaguluhan sa kuryente nang hindi binabago ang operasyon nito.
Kinakailangan ang mataas na kaligtasan sa ingay sa mga kapaligiran na may maraming elektrikal
ingay, habang tinitiyak na ang circuit ay nananatiling maaasahan at gumana
tama sa kabila ng potensyal na panghihimasok. |
Pag -dissipation ng Power |
Ang pagwawaldas ng kuryente ay isa pang pabago -bago
katangian, na sumasaklaw sa parehong static at dynamic na mga sangkap.Static
Ang dissipation ay nangyayari dahil sa boltahe na inilalapat sa buong gate, kahit na hindi
nangyayari ang paglipat.Ang dinamikong pagwawaldas, gayunpaman, ay nagmula sa aktwal
Ang paglipat ng aktibidad sa loob ng gate at naiimpluwensyahan ng kung gaano kadalas ang
nagpapatakbo ang gate.Ang pamamahala ng pagkonsumo ng kuryente ay nagsisiguro ng kahusayan ng enerhiya, binabawasan
heat build-up at nagpapalawak ng buhay ng kagamitan. |
TTL (Transistor-Transistor Logic): ay kilala para sa tibay nito at maaasahang pagganap.Nag -aalok ito ng isang katamtamang pagkaantala sa pagpapalaganap, na nangangahulugang maaari itong lumipat ng mga estado sa isang makatuwirang bilis.Ginagawa nitong TTL ang isang malakas na pagpipilian para sa mga sistema ng legacy at kagamitan sa pagsubok, kung saan ang pare -pareho na pagganap sa ilalim ng magkakaibang mga kondisyon ay kapaki -pakinabang.Ang katatagan nito ay nagbibigay -daan upang mahawakan ang iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran na epektibo, tinitiyak ang maaasahan na operasyon sa paglipas ng panahon.
CMOS (pantulong na metal-oxide-semiconductor): nakatayo para sa sobrang mababang pagkonsumo ng kuryente at mahusay na kaligtasan sa ingay.Ang mga tampok na ito ay ginagawang mainam ang mga CMO para sa mga aparato na pinapagana ng baterya at mga aplikasyon kung saan seryoso ang kahusayan ng enerhiya at matatag na operasyon.Ang minimal na pagguhit ng kuryente ay hindi lamang nagpapalawak ng buhay ng baterya ngunit binabawasan din ang henerasyon ng init, na kapaki -pakinabang sa mga compact o portable na aparato.Bilang karagdagan, ang mga circuit ng CMOS ay gumaganap ng maaasahan sa mga kapaligiran na may makabuluhang ingay ng kuryente, na pinapanatili ang pare -pareho na operasyon.
ECL (Emitter Coupled Logic): ay nakikilala sa pamamagitan ng pambihirang mabilis na bilis ng paglipat nito.Ang katangian na ito ay ginagawang ginustong pagpipilian para sa high-speed computing at telecommunication system, kung saan ang mabilis na pagproseso ng data at paghahatid ay pabago-bago.Ang disenyo ng ECL ay nagpapaliit sa pagkaantala ng pagpapalaganap, na pinapayagan itong gumana sa napakataas na bilis, na angkop sa mga application na humihiling ng mabilis at mahusay na paghawak ng data.
CMOS: ay lubos na pinahahalagahan para sa mahusay na kahusayan ng kuryente at malakas na pagtutol sa ingay ng kuryente, na ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon na may mababang lakas at ingay.Ito ay partikular na angkop para sa mga aparato na pinatatakbo ng baterya kung saan ang pagpapalawak ng buhay ng baterya at pagpapanatili ng matatag na operasyon ay pangunahing mga priyoridad.Gayunpaman, ang mga CMO ay may posibilidad na gumana sa mas mabagal na bilis kumpara sa iba pang mga pamilya ng lohika tulad ng TTL at ECL, na maaaring maging isang limitasyon sa mga senaryo na nangangailangan ng pagproseso ng high-speed.
Ttl: ay kilala para sa katatagan at pagiging maaasahan nito.Nag -aalok ito ng mahusay na pagtutol sa pinsala sa kuryente, ginagawa itong matibay sa iba't ibang mga kondisyon.Bilang karagdagan, ang pagiging tugma ng TTL sa iba't ibang mga pamilya ng lohika ay ginagawang maraming nalalaman, lalo na sa mga pinagsamang kapaligiran ng system kung saan ang maraming mga uri ng lohika ay kailangang magtulungan nang walang putol.Gayunpaman, ang TTL ay kumonsumo ng higit na lakas kaysa sa mga CMO, na maaaring maging isang kawalan sa mga aplikasyon na sensitibo sa enerhiya.Gayundin, maaari itong maapektuhan ng pagbabagu -bago ng temperatura, na potensyal na ikompromiso ang pagiging maaasahan nito sa matinding mga kondisyon.
Ecl: Mga excels sa mga sitwasyon na humihiling ng napakabilis na bilis ng pagpapatakbo, tulad ng high-speed computing at telecommunication.Ang pagganap nito ay pare -pareho kahit sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng temperatura, na ginagawang maaasahan sa hinihingi na mga kapaligiran.Gayunpaman, ang mataas na pagkonsumo ng kapangyarihan ng ECL ay maaaring maging isang makabuluhang disbentaha, lalo na sa mga aplikasyon kung saan seryoso ang kahusayan ng enerhiya.Gayundin, ang mas mababang kaligtasan sa ingay nito ay ginagawang hindi gaanong angkop para sa mga kapaligiran na may makabuluhang pagkagambala sa kuryente.
Ang mga lohika na pintuan ay panghuli sa maraming mga patlang at teknolohiya, sa bawat pamilya ng lohika na nag -aalok ng mga tiyak na pakinabang na ginagawang angkop sa kanila para sa mga partikular na aplikasyon.Ang pagsusuri sa mga application na ito ay tumutulong sa pag -highlight kung paano pinapahusay ng digital na lohika ang mga kakayahan at pagganap ng mga modernong sistema.
Gumagamit ng mga logic gate sa teknolohiya |
|
CMOS |
Ang teknolohiya ng CMOS ay malawak na ginagamit sa
Ang mga aparato kung saan ang mababang pagkonsumo ng kuryente at mataas na katatagan ay seryoso.
Ang mga microprocessors, automotive electronics, at mga medikal na aparato ay madalas na umaasa sa
Ang mga CMO dahil tinitiyak nito ang mahusay na paggamit ng enerhiya at maaasahan na operasyon.Ito
ginagawang perpekto ang mga CMO para sa mga aplikasyon kung saan ang pag -iingat ng enerhiya at pagpapanatili
Kinakailangan ang pagiging maaasahan, tulad ng sa mga aparato na pinapagana ng baterya at pag-save ng buhay
Kagamitan sa medisina. |
Ttl |
Ang teknolohiya ng TTL ay karaniwang matatagpuan sa
Mga pang -industriya na kapaligiran, lalo na sa mga halaman na gumagamit ng mga sistema ng legacy.Ito ay
malawak din na ginagamit sa mga instrumento sa pagsubok.Ang tibay at pagiging tugma ng TTL
Sa mga matatandang teknolohiya ay ginagawang praktikal na pagpipilian kung saan ang pangmatagalang sistema
Ang pagiging maaasahan at madaling pagsasama sa mga umiiral na mga sistema ay dapat.Nito
Ang patuloy na kaugnayan sa mga setting na ito ay isang testamento sa matatag na disenyo nito at
kakayahang umangkop. |
Ecl |
Ang ECL ay ang go-to choice sa mga lugar na
Demand ultra-fast na bilis ng pagproseso, tulad ng high-speed computing, militar
operasyon, at teknolohiya ng aerospace.Ang kakayahan ng ECL na lumipat ng mga estado nang mabilis
at ang mababang pagiging sensitibo nito sa mga pagbabago sa temperatura ay malaking benepisyo sa
Ang mga kapaligiran na may mataas na pagganap.Ginagawa nitong kinakailangan ng ECL sa mga aplikasyon
kung saan ang mabilis na pagproseso ng data at pare -pareho ang operasyon sa ilalim ng iba't ibang thermal
Ginagamit ang mga kondisyon, tulad ng sa mga advanced na sistema ng computing at
Mission-perilo military hardware. |
Ang komprehensibong pagsusuri ng mga pamilya ng lohika tulad ng detalyado sa artikulo ay binibigyang diin ang kanilang malubhang kahalagahan sa disenyo at pag -andar ng mga digital circuit.Sa pamamagitan ng paghuhukay sa mga detalye ng CMOS, TTL, at ECL, ang talakayan ay nagdadala sa unahan ng mga madiskarteng pagsasaalang -alang na kinakailangan para sa pag -optimize ng pagganap ng digital system sa iba't ibang mga aplikasyon.Ang juxtaposition ng iba't ibang mga pamilya ng lohika ay nagpapakita ng isang tanawin kung saan ang mga pagpipilian sa teknolohikal ay idinidikta ng isang balanse ng bilis, kahusayan ng kapangyarihan, at katatagan ng kapaligiran, ang bawat isa ay angkop sa mga partikular na konteksto ng pagpapatakbo.
Habang ang mga digital na teknolohiya ay patuloy na sumusulong, ang pagpili ng naaangkop na mga pamilya ng lohika ay nananatiling isang pabago -bago at pangunahing hamon, na nangangailangan ng isang nuanced na pag -unawa sa parehong mga kakayahan at mga limitasyon ng mga pangunahing sangkap na ito.Ang paggalugad ng kanilang mga aplikasyon-mula sa kapangyarihan ng mga microprocessors hanggang sa pagpapagana ng mga high-speed na telecommunication-ay naglalarawan hindi lamang ang kakayahang magamit ng mga teknolohiyang ito kundi pati na rin ang kanilang umuusbong na papel sa paghubog ng hinaharap ng mga digital na elektronika.Ang pagsasaalang-alang sa mga alituntuning ito at trade-off ay kinakailangan para sa mga inhinyero at taga-disenyo na naghahangad na makabago at pagbutihin ang susunod na henerasyon ng mga elektronikong aparato.
Ang mga pamilya ng lohika ay mga grupo ng mga electronic logic gate na may katulad na mga de -koryenteng katangian at gumagamit ng parehong teknolohiya.Ang mga pamilyang ito ay naiiba sa uri ng teknolohiya na ginamit upang lumikha ng mga pintuan, ang kanilang bilis ng operating, pagkonsumo ng kuryente, at pagiging tugma sa iba pang mga sangkap.
Mayroong maraming mga pangunahing pamilya ng logic chip, bawat isa ay tinukoy ng kanilang tukoy na teknolohiya ng circuit:
TTL (Transistor-Transistor Logic): Gumagamit ng mga bipolar transistors para sa mga pintuan nito.
CMOS (pantulong na metal-oxide-semiconductor): Gumagamit ng parehong mga NMO at PMOS transistors, na nag -aalok ng mataas na kaligtasan sa ingay at mababang pagkonsumo ng kuryente.
ECL (Emitter-Coupled Logic): Kilala sa mataas na bilis nito, gamit ang mga bipolar transistors.
Mos (metal-oxide-semiconductor): May kasamang mga NMO at PMO, lalo na ginagamit bago ang mga CMO ay naging mas kanais -nais dahil sa mas mababang mga kinakailangan sa kuryente.
Ang isang "Logic Families PDF" ay karaniwang tumutukoy sa isang dokumento o isang datasheet na nagbibigay ng detalyadong impormasyon tungkol sa iba't ibang mga pamilya ng lohika.Kasama sa mga dokumento na ito ang mga paglalarawan ng kanilang mga katangian, aplikasyon, pakinabang, at mga limitasyon.Mahalaga ang mga ito para sa mga inhinyero at taga -disenyo na pumipili ng naaangkop na mga pamilya ng lohika para sa kanilang mga electronic circuit.
TTL: Gumagamit ng bipolar junction transistors.Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng katamtamang bilis at pagkonsumo ng kuryente at madalas na ginagamit kapag ang ingay ay hindi labis na mataas.
ECL: Gumagamit ng mga amplifier ng kaugalian, ginagawa itong pinakamabilis na pamilya ng lohika at ang isa na may pinakamataas na pagkonsumo ng kuryente.Ito ay angkop para sa high-speed computing kung saan seryoso ang tiyempo.
MOS: Gumagamit ng metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFET).Ito ay sikat para sa pagiging simple at mataas na impedance ng input ngunit higit sa lahat ay pinalitan ng mga CMO.
CMOS: Pinagsasama ang mga NMO at PMOS transistors upang makamit ang mababang pagkonsumo ng kuryente, mataas na kaligtasan sa ingay, at katamtamang bilis.Ito ang pinaka -malawak na ginagamit na pamilya ng lohika ngayon dahil sa kagalingan at kahusayan nito.
Pangunahing pinoproseso ng pamilya ng TTL Logic ang mga digital signal sa loob ng mga circuit.Ang mga aparato ng TTL ay nagsasagawa ng mga lohikal na operasyon tulad ng at, o, hindi, NAND, NOR, XOR, at XNOR, na isinasalin ang mga signal ng input sa isang tinukoy na output batay sa gate ng lohika na ginamit.Kilala ang TTL para sa katatagan nito at medyo prangka na pagpapatupad sa iba't ibang mga digital na aplikasyon.
Mangyaring magpadala ng isang pagtatanong, tutugon kami kaagad.
sa 2024/09/2
sa 2024/08/30
sa 1970/01/1 3084
sa 1970/01/1 2659
sa 0400/11/14 2178
sa 1970/01/1 2174
sa 1970/01/1 1796
sa 1970/01/1 1767
sa 1970/01/1 1724
sa 1970/01/1 1666
sa 1970/01/1 1662
sa 5600/11/14 1614