Jak działa bramka TTL? :: Jak działa bramka CMOS?

Jak działa bramka?

Jak działa bramka TTL?

Poniżej przedstawiam schemat ideowy bramki NAND wykonanej w technologii TTL (pochodzący z katalogu nieistniejącego już dzisiaj Naukowo-Produkcyjnego Centrum Półprzewodników CEMI z 1977 roku). Zadaniem tego układu jest podanie stanu niskiego (bliskiego 0) na wyjście Y gdy oba wejścia są w stanie wysokim (bliskim Ucc) oraz podawanie stanu wysokiego na Y w pozostałych przypadkach.
Gdy oba wejścia podłączone są do stanu wysokiego (lub są niepodłączone) w skutek podłączenia bramki dwuwemiterowego tranzystora NPN do stanu wysokiego jego kolektor ma potencjał wysoki (prąd odpływa z bramki przez kolektor), w skutek tego tranzystor na środkowej gałęzi zostaje wprowadzony w stan przewodzenia. To powoduje wprowadzenie w stan przewodzenia dolnego tranzystora na prawej gałęzi i podanie zera na wyjście. Jeżeli natomiast do jednego z emiterów tranzystora stopnia wejściowego przyłożymy zero, wymusi to stan niski na bramce tranzystora środkowej gałęzi i jego zablokowanie (prąd bramki odpływa przez emiter obniżając potencjał bramki a zatem i potencjał kolektora).

schemat ideowy bramki NAND w technologii TTL

Jak działa bramka CMOS?

Współcześnie prawie wszystkie układy scalone wykonywane są w technologii CMOS. Schematy ideowe inwertera, dwóch podstawowych bramek (NOR i NAND) oraz bramki transmisyjnej w tej technologii przedstawiam poniżej.

POWIĘKSZSchematy ideowe bramek CMOS

Działanie tych bramek (za wyjątkiem transmisyjnej) polega na otwieraniu tranzystorów podłączonych do napięcia które chcemy otrzymać na wyjściu, a zamykaniu prowadzących do napięcia przeciwnego. Dzięki zastosowaniu tranzystorów PMOS polaryzowanych Vdd oraz NMOS polaryzowanych GND obie gałęzie operują na tym samym sygnale wejściowym (nie jest wymagana jego negacja). Szeregowe łączenie tranzystorów zapewnia że należy otworzyć oba aby otworzyć daną drogę, a równoległe że otwarcie danej drogi powodowane jest otwarciem pojedynczego tranzystora. Dzięki zastosowaniu technologi MOS i podłączaniu wejść bramki tylko do bramek tranzystorów wejścia praktycznie nie pobierają prądu (istotnym wyjątkiem jest chwila zmiany sygnału).

Działanie bramki transmisyjnej polega na przepuszczaniu lub nie (w zależności od stanu wejścia sterującego) sygnału z wejścia na wyjście. Bramka taka nie regeneruje sygnału. Ponadto w uproszczonym (jednotranzystorowym) rozwiązaniu prowadzi ona do degradacji sygnału wartość w przybliżeniu równą napięciu progowemu tranzystora.



Copyright (c) 1999-2015, Robert Paciorek (http://www.opcode.eu.org/), BSD/MIT-type license


Redystrybucja wersji źródłowych i wynikowych, po lub bez dokonywania modyfikacji JEST DOZWOLONA, pod warunkiem zachowania niniejszej informacji o prawach autorskich. Autor NIE ponosi JAKIEJKOLWIEK odpowiedzialności za skutki użytkowania tego dokumentu/programu oraz za wykorzystanie zawartych tu informacji.

This text/program is free document/software. Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification, ARE PERMITTED provided save this copyright notice. This document/program is distributed WITHOUT any warranty, use at YOUR own risk.

Valid XHTML 1.1 Dokument ten (URL: http://www.opcode.eu.org/digital/jak_dziala_bramka) należy do serwisu OpCode. Autorem tej strony jest Robert Paciorek, wszelkie uwagi proszę kierować na adres e-mail serwisu: webmaster@opcode.eu.org.
Data ostatniej modyfikacji artykulu: '2015-10-10 11:32:45 (UTC)' (data ta może być zafałszowana niemerytorycznymi modyfikacjami artykułu).