5.1.1 Логические устройства диодной логики

Диодные логические элементы являются исторически первыми и самыми простыми схемами, которые реализуют булевы функции И, ИЛИ , И-ИЛИ, И-ИЛИ-И. Особенностью ДЛЭ является то что они не усиливают входных сигналов и не могут выполнять операции НЕ. Рассмотрим реализацию элемента ИЛИ:

Из представленной схемы видно, что высокий уровень напряжения на выходе диодного элемента ИЛИ устанавливается при подаче на один или оба входа высоких уровнях напряжений, при которых открываются диоды VD1 или VD2, либо оба вместе, при подаче на оба входа низкого уровня напряжения диоды закрыты, то в выходной цепи не протекает выходное напряжение и почти равно 0, на выходе элемента обычно имеется паразитная емкость C_п 25-100 пкФ вследствие чего длительность фронта выходного сигнала очень мала, так как ёмкость быстро заряжается от источника входных сигналов, через малое прямое сопротивление открытого диода, а длительность спада выходного сигнала велика, так как диоды закрыты и ёмкость разряжается через резистор R_H . Поэтому для диодных схем ИЛИ выполняется неравенство длительность фронта значительно меньше длительности спада. t_LH << t _HL

Теперь рассмотрим схему реализацию элемента И. Мы видим что высокий уровень

Напряжения на выходе диодного элемента устанавливается И, устанавливается при подаче на оба входа высоких уровней напряжений при которых закрываются диоды VD1 и VD2, длительность фронта выходного сигнала определяется временем заряда паразитной ёмкости C_п через большое сопротивление резистора R. Если на один из входов , например на первый подан низкий уровень напряжения, то диод VD1 открывается при этом от источника питания протекает ток по цепи резистор R открытый диод VD1 b и источник входного сигнала, на выходе устанавливается низкий уровень напряжения. Длительность спада выходного сигнала , определяется временем разрядки паразитной ёмкости C_п через молое открытое сопротивление диода, поэтому в диодных схемах И , t_LH >> t_HL

5.1.2 Простой усилительно-формирующий каскад

Рис. 3.5. Транзисторный усилительный каскад

В рассмотренной схеме ток базы транзистора Iб определяется входным напряжением U, падением напряжения на переходе и_бэ и сопротивлением в цепи базы Rg :

а ток коллектора I_k, , должен превышать базовый в бетта раз. Однако, при изменении тока через транзистор происходит изменение напряжения на коллекторе по закону:

и, следовательно, величина тока коллектора не может превышать максимального значения : ,

при котором напряжение на коллекторе становится равным нулю. Ток базы, при котором достигается максимальный коллекторный ток,

называется граничным током. При увеличении тока базы сверх I_g ток

коллектора не увеличивается, и транзистор переходит в так называемый режим насыщения. В режиме насыщения происходит отпирание коллекторного перехода и в базе накапливается большое количество не основных носителей заряда.

Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме насыщения равно 0,5^0,1 В и транзистор эквивалентен замкнутому ключу. Для надежного замыкания ключа транзистор переводят в режим глубокого насыщения, существенно увеличивая ток базы по сравнению с граничным.

Противоположным насыщению является режим отсечки транзистора. В этом случае а транзистор можно рассматривать как ключ в разомкнутом

состоянии.

Для логических схем режимы отсечки и насыщения являются основными рабочими режимами.