Logikai áramkörcsaládok

Innen: HamWiki

Alábbiakban olyan logikai áramkörökről olvashatunk, amelyekkel gyakrabban találkozhatunk a rádióamatőr gyakorlatban.

DTL - dióda-tranzisztor logika

Dióda-tranzisztor logikával megvalósított NAND logikai kapu

Integrált áramkör formájában nem találkozunk már vele, azonban gyakran kell logikai kapcsolatot létrehozni, ahol célszerű két diódát beépíteni egy újabb integrált áramkör beforrasztása helyett, ezért érdemes néhány szót ejteni róla.

Az áramköri megoldás lényege, hogy beépítünk egy felhúzóellenállást (vagy inverz működés esetén a földpont felé húzzuk le), majd a kettő- vagy több bemenőjelel esetén diódán keresztül vonjuk el a kimenő jel logikai feszültségszintjét a legalacsonyabb vonal kimenőfeszültségével, illetve inverz esetben összegezzük a kimenetet - azaz a rajzon látható diódák fordítva kerülnek beépítésre, az R1 tápfeszültség felöli vége a föld felé lesz kötve. Ekkor NOR kapcsolást valósítottunk meg. Ha AND vagy OR kapcsolást szeretnénk, akkor az R2,R3,R4,Q1 alkatrészeket elhagyva közvetlenül az R1 és diódák találkozását vezetjük tovább.


TTL - tranzisztor-tranzisztor logika

Tranzisztor-tranzisztor logikával megvalósított NAND logikai kapu

74xxx és 54xxx család

Egy elektronikai korszak igen kedvelt logikai áramkörtechnológiája volt. Kedveltsége az egyszerű gyártástechnológiájában, ezáltal olcsóságában rejlett. A 74xxx-es sorozat ezt a kapcsolástechnikát alkalmazta, az ábrán is egy 7400-ás NAND logikai kapu látható.

Az 54xxx-es áramkörcsalád megegyezik a klasszikus 74xxx-es áramkörcsaláddal, azonban tágabb a működési hőmérséklet tartománya.

LS altípus

Közvetlenül az első TTL IC-k után megjelent az LS széria. Például: 74LS138. Az LS a low power shottky kifejezés rövidítése, amely technológiailag annyit jelent, hogy egy shottky diódát építettek a bázis és a kollektor közé. Ezáltal kisebb áramokkal hajtva a logikai kaput közel ugyanazt a sebességet érték el.

F altípus

Ennek ellentéte az F széria, például 74F93, amelynél megnövelve az áramfelvételt gyorsítottak a kapun.

AC és ACT altípus

Igen gyors logikai kapuk.

HC és HCT altípus

A legfrissebb tagja a 74xxx integrált áramköröknek, azonban ez a széria már nem TTL, hanem CMOS technológiával készült. A HC tipikuan 2-6 (max 7) voltos tápfeszültségel működik, a HCT-nél a T utal a ttl kompatibilis szóra, amely azt jelenti, hogy 4,75 ... 5,25 V közötti logikára lett optimalizálva, itt gyorsabb működésű, mint a HC család.

Érdekessége, hogy a 40xxx-es CMOS szériát is átszámozzák a 74HCxxxxx ill. 74HCTxxxxx jelöléssé.

Például:

  • 74HC00 -- 4 NAND kapu (egykori 7400 TTL IC), a 74HCT00 IC-vel teljes mértékben cserélhető a régi 7400.
  • 74HC4011 -- ugyanaz a funkciója, mint a fentinek (egykori 4011 CMOS IC)

NMOS - N csatornás MOS

Néhány digitális IC-vel találkozhatunk, amely NMOS technológiát használ. Ezek az áramkörök N csatornás MOSFET-eket és aktív ellenállásokat tartalmaznak. Előnye az olcsóság, hátránya hogy kis üzemi frekvencián járatva is nagy alapfogyasztással rendelkeznek.

CMOS - komplementer MOS logika

Komplementer-MOST logikával megvalósított NAND logikai kapu

Klasszikusan a 40xxx-es szériából emlékezhetünk rájuk, azonban amint a TTL fejezetben már szó esett róla, a HC és HCT

A gyártástechnológia nagyrésze (GHz-es órajelen járó áramkörök kivételével) napjainkra kizárólag CMOS.

Hatalmas előnye ennek a gyártástechnológiának, hogy 0 Hz-en elvileg közel nulla az áramfelvétele, a frekvencia növelésével az áramfelvétele egy határig közel lineárisan növekszik, ugyanis az átkapcsolásokkor rövid időre "összenyitnak" a MOSFET-ek, továbbá a jelváltás során a mindenhol jelen levő szórt kapacitásokat is fel kell tölteni illetve ki kell sütni.

Összességében igen kedvelt felhasználási szempontból is. Az 500 MHz alatti üzemi frekvenciájú digitális áramkörök majdnem 100%-a erre a technológiára alapoz.

ECL - emitter csatolt logika

Emitter csatolt logikával megvalósított NOR logikai kapu

Az ECL logikával ritkábban találkozhatunk, de főleg GHz-es frekvenciaosztók és hasonló nagyon nagy frekvenciás egyszerűbb digitális áramkörök esetén ezt a technológiát a mai napig alkalmazzák.