Sono disponibili diversi tipi di famiglie logiche utilizzate nella progettazione di circuiti logici digitali; Logica transistor resistore (RTL), logica accoppiata emettitore (ECL), logica transistor diodo (DTL), logica complementare a semiconduttore a ossido di metallo (CMOS) e Logica transistor-transistor (TTL) . Di queste famiglie logiche, la famiglia logica DTL veniva utilizzata comunemente prima degli anni '60 e '70 per sostituire famiglie logiche più avanzate come CMOS e TTL. La logica del transistor a diodi è una classe di circuiti digitali progettato con diodi e transistor. Quindi la combinazione di diodi e transistor consente di realizzare funzioni logiche complesse con componenti piuttosto piccoli. Questo articolo fornisce brevi informazioni su Logica DTL o transistor a diodi e le sue applicazioni.

Cos'è la logica del transistor a diodi?

La logica del transistor a diodi è un circuito logico appartenente alla famiglia della logica digitale che viene utilizzata per creare circuiti digitali. Questo circuito può essere progettato con diodi e transistor in cui vengono utilizzati diodi sul lato di ingresso e transistor sul lato di uscita, quindi è noto come DTL. DTL è una classe specifica di circuiti utilizzata nell'attuale elettronica digitale per l'elaborazione dei segnali elettrici.

In questo circuito logico, i diodi sono utili per eseguire funzioni logiche, mentre i transistor vengono utilizzati per eseguire le funzioni di amplificazione. Il DTL ha molti vantaggi rispetto a resistore logica a transistor come; Grazie ai valori di fan-out più elevati e all'elevato margine di rumore, DTL viene sostituito dalla famiglia RTL. IL caratteristiche della logica del transistor a diodi includono principalmente; senza cultura digitale, stratega digitale, architetto digitale, più agile organizzativo, centrista del cliente, sostenitore dei dati, paesaggista del luogo di lavoro digitale e ottimizzatore dei processi aziendali.

Circuito logico del transistor a diodo

Il circuito logico del transistor a diodi è mostrato di seguito. Questo è un circuito gate NAND logico a transistor a diodi a due ingressi. Questo circuito è progettato con due diodi e un transistor dove due diodi sono indicati con D1 e D2 e il resistore è indicato con R1 che forma il lato di ingresso del circuito logico. La configurazione CE del transistor Q1 e il resistore R2 formano il lato di uscita. Il condensatore 'C1' in questo circuito viene utilizzato per fornire una corrente di overdrive durante tutto il tempo di commutazione e ciò riduce il tempo di commutazione ad un certo livello.

Diodo Transistor Logica Porta NAND

Funzionamento della logica del transistor a diodi

Ogni volta che entrambi gli ingressi dei circuiti A e B sono BASSI, entrambi i diodi D1 e D2 diventeranno polarizzati in avanti, quindi questi diodi condurranno nella direzione in avanti. Pertanto l'alimentazione di corrente a causa della tensione di alimentazione (+ VCC = 5 V) fornirà al GND attraverso il resistore R1 e i due diodi. La tensione di alimentazione viene ridotta all'interno del resistore R1 e non sarà sufficiente per accendere il transistor Q1, quindi il transistor Q1 sarà in modalità di interruzione. Pertanto, l'o/p sul terminale 'Y' sarà logico 1 o valore ALTO.

Quando uno qualsiasi degli ingressi è BASSO, il diodo corrispondente sarà polarizzato in modo diretto, quindi si verificherà un'operazione simile. Poiché uno qualsiasi di questi diodi è polarizzato direttamente, la corrente verrà fornita a terra attraverso il diodo polarizzato direttamente, quindi il transistor 'Q1' sarà in modalità di interruzione, quindi l'uscita sul terminale 'Y' sarà alto o logico 1.

Ogni volta che entrambi gli ingressi A e B sono ALTI, entrambi i diodi saranno polarizzati inversamente, quindi entrambi i diodi non condurranno. Quindi in questa condizione, la tensione proveniente dall'alimentazione +VCC sarà sufficiente per portare il transistor Q1 in modalità di conduzione.

Pertanto il transistor conduce attraverso i terminali dell'emettitore e del collettore. L'intera tensione viene ridotta all'interno del resistore 'R2' e l'uscita sul terminale 'Y' avrà o/p BASSO ed è considerata bassa o 0 logico.

Tavola della verità

La tabella della verità DTL è mostrata di seguito.

UN	B	E
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Il ritardo di propagazione della logica del transistor a diodi è piuttosto elevato. Ogni volta che tutti gli ingressi sono logici alti, il transistor andrà in saturazione e si accumuleranno cariche all'interno della regione di base. Ogni volta che un input è basso, questa carica dovrebbe essere rimossa, modificando il tempo di propagazione. Per accelerare la logica del transistor del diodo in un modo, la tecnica consiste nell'aggiungere un condensatore sul resistore R3. In questo caso, questo condensatore aiuta a spegnere il transistor eliminando la carica accumulata sul terminale di base. Il condensatore in questo circuito aiuta anche ad accendere il transistor migliorando il primo azionamento di base.

Logica del transistor a diodi modificata

Di seguito è mostrata la porta NAND DTL modificata. I valori elevati dei componenti di resistori e condensatori sono molto difficili da fabbricare economicamente su un circuito integrato. Quindi il seguente circuito di gate DTL NAND può essere modificato per l'implementazione dell'IC semplicemente eliminando il condensatore C1, diminuendo i valori del resistore e utilizzando transistor e diodi laddove possibile. Questo circuito modificato utilizza semplicemente una singola alimentazione positiva e questo circuito include uno stadio di ingresso con diodi D1 e D2, un resistore R3 e una porta AND seguita attraverso un inverter transistorizzato.

DTL modificato

Lavorando

Il funzionamento di questo circuito è che questo circuito ha due terminali di ingresso A e B e le tensioni di ingresso come A e B possono essere ALTE o BASSE.

“una tastiera e un touch screen sono i più comuni di ”

Se entrambi gli ingressi A e B sono bassi o 0 logico, entrambi i diodi verranno polarizzati direttamente, quindi il potenziale su 'M' è la caduta di tensione di un diodo pari a 0,7 V. Sebbene per portare il transistor 'Q' in conduzione , allora abbiamo bisogno di 2,1 V per polarizzare direttamente i diodi D3, D4 e la giunzione BE del transistor 'Q', quindi questo transistor è il punto di interruzione e fornisce l'uscita Y = 1

Y = Vcc = Logico 1 e per A = B = 0, Y = 1 o Alto.

Se uno qualsiasi degli ingressi A o B è basso, allora uno qualsiasi degli ingressi può essere collegato a GND con qualsiasi terminale collegato a +Vcc, il diodo equivalente condurrà e il transistor VM ≅ 0,7 V e Q verrà interrotto e fornire l'uscita 'Y' = 1 o logico alto.

Se A = 0 e B = 1 (o) se A = 1 e B = 0, l'uscita Y = 1 o ALTA.

Se due ingressi come A e B sono ALTI ed entrambi A e B sono collegati semplicemente a + Vcc, entrambi i diodi D1 e D2 saranno a base inversa e non condurranno. I diodi D3 e D4 sono polarizzati direttamente e la corrente al terminale di base viene fornita semplicemente al transistor Q tramite Rd, D3 e D4. Il transistor può essere portato in saturazione e la tensione o/p sarà bassa.

Per A = B = 1, l'uscita Y = 0 o LOW.

Le applicazioni del DTL modificato includono quanto segue.

È possibile un maggiore fan out grazie ai gate successivi che hanno un'alta impedenza con la condizione logica ALTA. Questo circuito ha un'immunità al rumore superiore. L'uso di più diodi invece di resistori e condensatori renderà questo circuito molto economico all'interno della forma di circuito integrato.

Diodo Transistor Logica Porta NOR

La porta NOR logica del transistor a diodi è progettata in modo simile alla porta DTL NAND con una porta DRL OR con un inverter a transistor. I circuiti DTL NOR possono essere progettati in modo più elegante semplicemente combinando vari inverter DTL attraverso un'uscita comune. In questo modo si possono unire più inverter per avere gli ingressi necessari per la porta NOR.

Questo circuito può essere progettato con i componenti del circuito DTL Inverter oltre a Alimentazione elettrica e due 4,7 K resistori , 1N914 o 1N4148 diodi al silicio. Collegare il circuito secondo il circuito mostrato di seguito.

Porta DTL NOR

Lavorando

Una volta effettuati i collegamenti è necessario fornire alimentazione al circuito. Successivamente, applicare quattro possibili combinazioni di input su A e B dall'alimentatore con un dip switch. Ora, per ogni combinazione di input, è necessario annotare la condizione logica dell'output 'Q' come rappresentato con GUIDATO e registra l'output. Confrontare i risultati con l'operazione del gate NOR. Una volta terminate le osservazioni, spegnere l'alimentazione.

UN	B	Y = (A+B)’
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

Logica AND del transistor a diodi

La porta logica AND del transistor a diodi è mostrata di seguito. In questo circuito, la logica afferma come; 1 e 0 sono considerati come logica positiva +5 V e 0 V corrispondentemente.

Logica AND Gate del transistor a diodo

Ogni volta che qualsiasi ingresso da A1, A2 (o) A3 è in uno stato logico basso, il diodo collegato a quell'ingresso sarà in polarizzazione diretta, dopodiché il transistor verrà interrotto e l'uscita sarà BASSO o 0 logico Allo stesso modo, se tutti e tre gli ingressi sono su 1 logico, nessuno dei diodi conduce e il transistor conduce pesantemente. Successivamente, il transistor si satura e l'uscita sarà ALTA o 1 logico.

Di seguito è mostrata la tabella della verità della logica e del gate del transistor a diodi.

“circuito del relè del timer di ritardo alla diseccitazione ”

A1	A2	A3	Y = AB
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

Confronto tra DTL, TTL e RTL

Le differenze tra DTL, TTL e RTL sono discusse di seguito.

DTL	TTL	RTL
Il termine DTL sta per Diode-Transistor Logic.	Il termine TTL sta per Logica transistor-transistor.	Il termine RTL sta per Logica Resistore-Transistor.
In DTL, le porte logiche sono progettate con diodi e transistor a giunzione PN.	In un TTL, le porte logiche sono progettate con BJT.	In RTL, le porte logiche sono progettate con resistore e transistor.
In DTL, i diodi vengono utilizzati come componenti I/P e i transistor vengono utilizzati come componenti O/P.	In TTL, un transistor viene utilizzato per amplificare mentre un altro transistor viene utilizzato per scopi di commutazione.	Il resistore in RTL viene utilizzato come componente i/p e il transistor viene utilizzato come componente o/p
La risposta DTL è migliore rispetto a RTL.	La risposta TTL è molto migliore di DTL e RTL.	La risposta RTL è lenta.
La perdita di potenza è bassa.	Ha una perdita di potenza molto bassa.	La perdita di potenza è elevata.
La sua costruzione è complessa.	La sua costruzione è molto semplice.	La sua costruzione è semplice.
Il fanout minimo DTL è 8.	Il fanout minimo TTL è 10.	Il fanout minimo RTL è 5.
La dissipazione di potenza per ciascun gate è generalmente compresa tra 8 e 12 mW.	La dissipazione di potenza per ciascun gate è generalmente compresa tra 12 e 22 mW.	La dissipazione di potenza per ciascun gate è generalmente di 12 mW.
La sua immunità al rumore è buona.	La sua immunità al rumore è molto buona.	La sua immunità al rumore è media.
Il suo tipico ritardo di propagazione per il gate è di 30 ns.	Il suo tipico ritardo di propagazione per il gate è compreso tra 12 e 6 ns.	Il suo tipico ritardo di propagazione per il gate è di 12 ns.
La sua frequenza di clock è compresa tra 12 e 30 MHZ.	La sua frequenza di clock è compresa tra 15 e 60 MHZ.	La sua frequenza di clock è di 8 MHZ.
Ha un numero abbastanza elevato di funzioni.	Ha un numero molto elevato di funzioni.	Ha un numero elevato di funzioni.
La logica DTL è utilizzata nella commutazione di base e nei circuiti digitali.	La logica TTL è utilizzata nei moderni circuiti digitali e circuiti integrati.	RTL viene utilizzato nei vecchi computer.

Vantaggi

I vantaggi di un circuito logico a transistor a diodi includono quanto segue.

La velocità di commutazione di DTL è più veloce rispetto a RTL.
L'uso di diodi all'interno dei circuiti DTL li rende più economici perché la fabbricazione di diodi sui circuiti integrati è più semplice rispetto a resistori e condensatori.
La perdita di potenza all'interno dei circuiti DTL è molto bassa.
I circuiti DTL hanno velocità di commutazione più elevate.
Il DTL ha un fan-out maggiore e un margine di rumore migliorato.

IL svantaggi dei circuiti logici a transistor a diodi include il seguente.

DTL ha una velocità operativa bassa rispetto a TTL.
Ha un ritardo di propagazione del gate estremamente ampio.
Per un input elevato, l'output del DTL va in saturazione.
Genera calore durante tutta l'operazione.

Applicazioni

IL applicazioni della logica dei transistor a diodi include il seguente.

La logica del diodo-transistor viene utilizzata per progettare e fabbricare circuiti digitali dove porte logiche utilizzare diodi nello stadio di ingresso e BJT nello stadio di uscita.
DTL è un tipo specifico di circuito utilizzato nell'attuale elettronica digitale per l'elaborazione dei segnali elettrici.
DTL viene utilizzato per realizzare semplici circuiti logici.

Quindi, questo è una panoramica della logica dei transistor a diodi , circuito, funzionamento, vantaggi, svantaggi e applicazioni. I circuiti DTL sono più complessi rispetto ai circuiti RTL, ma questa logica ha cambiato RTL a causa della sua capacità FAN OUT superiore e del margine di rumore migliorato, ma il DTL ha una velocità lenta. Ecco una domanda per te: cos'è RTL?