Digital Electronics: Integrated Circuit Logikgatter

In den 50 Jahren, so dass Elektronikschaltungsentwickler auf Halbleiterbasis Logikschaltungen gearbeitet haben, haben viele Entwürfe für die Schaffung Logikgattern entwickelt. Weil jeder Ansatz Logikschaltungen Ergebnisse in einer ganzen Familie von Logikschaltungen für die verschiedenen Arten von Gattern zum Entwerfen (NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR und) werden die verschiedenen Designs oft bezeichnet als Design Familien.

Hier sind die beliebtesten:

• RTL: Widerstands-Transistor-Logik, die verwendet Widerstände und bipolare Transistoren.

• DTL: Diode-Transistor-Logik, die ähnlich wie RTL, sondern fügt eine Diode zu jeder Eingangsschaltung.

• TTL: Transistor-Transistor Logic die verwendet zwei Transistoren, ein konfiguriert als Schalter zu arbeiten und die andere konfiguriert als Verstärker zu arbeiten. Der Schalttransistor wird in den Eingangsschaltungen verwendet, und der Verstärkertransistor wird in den Ausgangsschaltungen verwendet. Der Verstärker erlaubt es das Tor des Ausgangs zu einer größeren Anzahl von Eingängen als RTL oder DTL-Schaltungen verbunden werden.

  In einer TTL-Schaltung, sind die Schalttransistoren tatsächlich spezielle Transistoren, die zwei oder mehr Emitter aufweisen. Jeder Eingang ist mit einem dieser Emitter verbunden ist, so dass die separaten Eingänge alle den gleichen Kollektor-Emitter-Schaltung steuern. Die Basis des Schalttransistors ist mit der Versorgungsspannung Vcc verbunden und der Kollektor mit der Basis des Verstärkertransistors angeschlossen ist.

  

  Obwohl Sie TTL-Schaltungen unter Verwendung von einzelnen Transistoren zu bauen, ICs mit TTL-Schaltungen sind leicht verfügbar. Die beliebtesten Arten von TTL-ICs werden durch Zahlen in Form bezeichnet 74nn. Alles in allem ein paar hundert Arten von 7400-Serie integrierten Schaltungen zur Verfügung. Viele von ihnen bieten fortschrittliche Logikschaltungen, die Sie wahrscheinlich nicht für Heimelektronik-Projekte zu verwenden.

  Nummer	Beschreibung
  7400	Quad zwei Eingangs-NAND-Gatter (vier NAND-Gattern)
  7402	Quad Zweieingangs-NOR-Gatter (vier NOR-Gattern)
  7404	Hex-Inverter (sechs NOT-Gatter)
  7408	Quad zwei Eingänge aufweisenden UND-Gatter (vier UND-Gatter)
  7432	Quad zwei Eingängen OR-Gatter (ODER-Gattern vier)
  7486	Quad zwei Eingängen XOR-Gatter (XOR-Gattern vier)

• CMOS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor Logic, der sich auf logische Schaltungen aufgebaut mit einem speziellen Typ von Transistor ein MOSFET genannt. MOSFET steht für Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.

  Die Physik, wie ein MOSFET unterscheidet sich von einem Standard-Bipolar-Transistor sind nicht so wichtig, wenn Sie ein IC-Designer werden wollen. Was wichtig ist, ist, dass MOSFETs verwenden, viel weniger Strom können Schaltzustände sehr viel schneller und sind deutlich kleiner als Bipolartransistoren. Diese Unterschiede machen MOSFETs ideal für moderne integrierte Schaltungen, die oft Millionen von Transistoren auf einem einzigen Chip erforderlich.

  Neben weniger Strom ziehen und arbeitet schneller als TTL-Schaltungen, CMOS-Schaltungen funktionieren ähnlich wie TTL-Schaltungen. In der Tat sind die CMOS-Chips mit vergleichbaren TTL Chips austauschbar gestaltet.

  CMOS-Logik-Chips haben eine vierstellige Teilenummer, die mit der Nummer beginnt 4 und werden oft 4000-Serie Chips genannt. Wie bei der 7400-Serie von TTL-Logik-Chips, mehrere hundert Arten von 4000-Serie-Chips zur Verfügung.

  Nummer	Beschreibung
  4001	Quad Zweieingangs-NOR-Gatter (vier NOR-Gattern)
  4009	Hex-Inverter (sechs NOT-Gatter)
  4011	Quad zwei Eingangs-NAND-Gatter (vier NAND-Gattern)
  4030	Quad zwei Eingängen XOR-Gatter (XOR-Gattern vier)
  4071	Quad zwei Eingängen OR-Gatter (ODER-Gattern vier)
  4077	Quad zwei Eingängen XNOR-Gatter (vier XNOR-Gatter)
  4081	Quad zwei Eingänge aufweisenden UND-Gatter (vier UND-Gatter)

CMOS-Logikschaltungen sind sehr empfindlich gegenüber statischer Elektrizität. Stellen Sie sicher, dass Sie sich richtig entladen, indem Sie eine geerdete Metalloberfläche berühren, bevor Sie einen CMOS-Chip berühren. Für einen maximalen Schutz mit einer antistatischen Handgelenkband tragen.