منطق الترانزستور والترانزستور

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

منطق الترانزستور- الترانزستور ( TTL ) هو عائلة منطقية مبنية من ترانزستورات الوصلات ثنائية القطب . يشير اسمها إلى أن الترانزستورات تؤدي كلاً من الوظيفة المنطقية ("الترانزستور" الأول) ووظيفة التضخيم ("الترانزستور" الثاني) ، على عكس منطق الترانزستور والمقاوم السابق (RTL) ومنطق الصمام الثنائي الترانزستور (DTL).

تم استخدام الدوائر المتكاملة TTL (ICs) على نطاق واسع في تطبيقات مثل أجهزة الكمبيوتر والضوابط الصناعية ومعدات الاختبار والأجهزة والإلكترونيات الاستهلاكية والمزج . [1]

بعد إدخالها في شكل الدوائر المتكاملة في عام 1963 من قبل Sylvania Electric Products ، تم تصنيع الدوائر المتكاملة TTL من قبل العديد من شركات أشباه الموصلات. أصبحت سلسلة 7400 من شركة Texas Instruments شائعة بشكل خاص. قدم مصنعو TTL مجموعة واسعة من البوابات المنطقية ، والنعال ، والعدادات ، والدوائر الأخرى. قدمت الاختلافات في التصميم الأصلي لدائرة TTL سرعة أعلى أو تبديد طاقة أقل للسماح بتحسين التصميم. صُنعت أجهزة TTL في الأصل من عبوة (عبوات) خطية مزدوجة من السيراميك والبلاستيك وفي شكل عبوة مسطحة. يتم الآن تصنيع بعض شرائح TTL أيضًا في حزم تقنية مثبتة على السطح .

أصبح TTL أساس أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات الرقمية الأخرى. حتى بعد أن جعلت المعالجات الدقيقة للدائرة المتكاملة CMOS ذات التكامل الواسع النطاق (VLSI) معالجات الرقائق المتعددة عفا عليها الزمن ، لا تزال أجهزة TTL تجد استخدامًا مكثفًا كواجهة منطقية بين المكونات الأكثر تكاملاً.

التاريخ

ساعة في الوقت الحقيقي مبنية من رقائق TTL حوالي عام 1979

تم اختراع TTL في عام 1961 بواسطة James L. Buie من TRW ، والتي أعلنت أنها "مناسبة بشكل خاص لتقنية تصميم الدوائر المتكاملة المطورة حديثًا." كان الاسم الأصلي لـ TTL هو منطق الترانزستور المقترن بالترانزستور (TCTL). [2] تم تصنيع أول أجهزة TTL ذات الدوائر المتكاملة التجارية بواسطة شركة Sylvania في عام 1963 ، والتي تسمى عائلة Sylvania Universal High-Level Logic (SUHL). [3] تم استخدام أجزاء سيلفانيا في السيطرة على صاروخ فينيكس . [3] أصبح TTL شائعًا لدى مصممي الأنظمة الإلكترونية بعد أن قدمت شركة Texas Instruments سلسلة 5400 من الدوائر المتكاملة ، مع نطاق درجة حرارة عسكرية ، في عام 1964 وما بعدهسلسلة 7400 ، محددة على نطاق أضيق وبعبوات بلاستيكية غير مكلفة ، في عام 1966. [4]

أصبحت عائلة Texas Instruments 7400 معيارًا صناعيًا. تم تصنيع الأجزاء المتوافقة بواسطة Motorola و AMD و Fairchild و Intel و Intersil و Signetics و Mullard و Siemens و SGS-Thomson و Rifa و National Semiconductor ، [5] [6] والعديد من الشركات الأخرى ، حتى في الكتلة الشرقية (الاتحاد السوفيتي ، ألمانيا الشرقية ، بولندا ، تشيكوسلوفاكيا ، المجر ، رومانيا - لمزيد من التفاصيل انظر سلسلة 7400). لم يصنع الآخرون أجزاء TTL متوافقة فحسب ، بل تم تصنيع الأجزاء المتوافقة أيضًا باستخدام العديد من تقنيات الدوائر الأخرى. أنتجت شركة واحدة على الأقل ، وهي شركة IBM ، دوائر TTL غير متوافقة لاستخدامها الخاص ؛ استخدمت IBM التكنولوجيا في IBM System / 38 و IBM 4300 و IBM 3081 . [7]

يتم تطبيق مصطلح "TTL" على العديد من الأجيال المتعاقبة للمنطق ثنائي القطب ، مع التحسينات التدريجية في السرعة واستهلاك الطاقة على مدار عقدين تقريبًا. لا تزال عائلة 74Fxx التي تم تقديمها مؤخرًا تُباع اليوم (اعتبارًا من عام 2019) ، واستخدمت على نطاق واسع في أواخر التسعينيات. تم تقديم 74AS / ALS Advanced Schottky في عام 1985. [8] اعتبارًا من عام 2008 ، استمرت شركة Texas Instruments في توفير المزيد من الرقائق ذات الأغراض العامة في العديد من عائلات التكنولوجيا المتقادمة ، وإن كان ذلك بأسعار متزايدة. عادة ، لا تدمج رقائق TTL أكثر من بضع مئات من الترانزستورات لكل منها. تتراوح الوظائف داخل حزمة واحدة بشكل عام من عدد قليل من البوابات المنطقية إلى شريحة بت المعالج الدقيق. أصبح TTL مهمًا أيضًا لأن تكلفته المنخفضة جعلت التقنيات الرقمية عملية اقتصاديًا للمهام التي كانت تتم سابقًا بالطرق التناظرية. [9]

استخدم Kenbak-1 ، سلف أول أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، TTL لوحدة المعالجة المركزية الخاصة به بدلاً من شريحة المعالج الدقيق ، والتي لم تكن متوفرة في عام 1971. [10] استخدم Datapoint 2200 من 1970 مكونات TTL لوحدة المعالجة المركزية الخاصة به وكان أساسًا لـ 8008 وما بعده مجموعة تعليمات x86 . [11] محطتا عمل Xerox Alto و 1981 Star لعام 1973 ، اللتان قدمتا واجهة المستخدم الرسومية ، استخدمتا دوائر TTL المدمجة على مستوى وحدات المنطق الحسابي(ALUs) و bitslices ، على التوالي. استخدمت معظم أجهزة الكمبيوتر " منطق الغراء " المتوافق مع TTL بين الرقائق الأكبر حتى التسعينيات. حتى ظهور المنطق القابل للبرمجة ، تم استخدام المنطق ثنائي القطب المنفصل لنمذجة ومحاكاة البنى الدقيقة قيد التطوير.

التنفيذ

بوابة TTL الأساسية

بوابة TTL NAND ثنائية الدخل مع مرحلة إخراج بسيطة (مبسطة)

مدخلات TTL هي بواعث الترانزستورات ثنائية القطب. في حالة مدخلات NAND ، تكون المدخلات هي بواعث ترانزستورات متعددة الباعث ، وهي مكافئة وظيفيًا للترانزستورات المتعددة حيث ترتبط القواعد والمجمعات ببعضها البعض. [12] يتم تخزين الإخراج بواسطة مضخم باعث مشترك .

المدخلات على حد سواء المنطقية. عندما يتم تعليق جميع المدخلات على جهد عالي ، فإن تقاطعات القاعدة والباعث للترانزستور متعدد الباعث تكون منحازة عكسيًا. على عكس DTL ، يتم سحب تيار "تجميع" صغير (حوالي 10 A) بواسطة كل من المدخلات. هذا لأن الترانزستور في وضع النشط العكسي . يتدفق تيار ثابت تقريبًا من السكة الموجبة ، عبر المقاوم إلى قاعدة الترانزستور متعدد الباعث. [13] يمر هذا التيار عبر تقاطع القاعدة-الباعث للترانزستور الناتج ، مما يسمح له بتوصيل وسحب جهد الخرج المنخفض (صفر منطقي).

إدخال منطقي صفر.لاحظ أن تقاطع جامع القاعدة للترانزستور متعدد الباعث ووصلة القاعدة-الباعث للترانزستور الناتج في سلسلة بين قاع المقاوم والأرض. إذا أصبح جهد دخل واحد صفراً ، فإن تقاطع القاعدة - الباعث المقابل للترانزستور متعدد الباعث يكون على التوازي مع هذين الوصلين. ظاهرة تسمى التوجيه الحالي تعني أنه عندما يتم توصيل عنصرين مستقرين للجهد بجهد عتبة مختلف بالتوازي ، يتدفق التيار عبر المسار بجهد عتبة أصغر. أي أن التيار يتدفق من هذا المدخل إلى مصدر الجهد صفر (المنخفض). نتيجة لذلك ، لا يتدفق أي تيار عبر قاعدة الترانزستور الناتج ، مما يتسبب في توقفه عن التوصيل ويصبح جهد الخرج مرتفعًا (منطقيًا). أثناء الانتقال يكون ترانزستور الإدخال لفترة وجيزة في منطقته النشطة ؛ لذلك فإنه يسحب تيارًا كبيرًا بعيدًا عن قاعدة الترانزستور الناتج وبالتالي يقوم بتفريغ قاعدته بسرعة. هذه ميزة حاسمة لـ TTL عبر DTL التي تسرع الانتقال عبر بنية إدخال الصمام الثنائي.[14]

العيب الرئيسي لـ TTL مع مرحلة إخراج بسيطة هو مقاومة الخرج العالية نسبيًا عند الناتج المنطقي "1" والتي يتم تحديدها بالكامل بواسطة المقاوم المجمع الناتج. يحد من عدد المدخلات التي يمكن توصيلها ( التوزيع ). بعض مزايا مرحلة الخرج البسيطة هي مستوى الجهد العالي (حتى V CC ) لمنطق الخرج "1" عندما لا يتم تحميل الخرج.

فتح منطق سلكي للمجمع

يتجاهل الاختلاف الشائع المقاوم المجمع للترانزستور الناتج ، مما يجعل خرج المجمع المفتوح . يتيح ذلك للمصمم تصنيع منطق سلكي من خلال توصيل مخرجات المجمع المفتوح للعديد من البوابات المنطقية معًا وتوفير مقاوم سحب خارجي واحد . إذا أصبح أي من البوابات المنطقية منخفضًا (إجراء ترانزستور) ، فسيكون الناتج المشترك منخفضًا. أمثلة على هذا النوع من البوابات هي سلسلة 7401 [15] و 7403 [16] . تتميز مخرجات المجمع المفتوح لبعض البوابات بجهد أقصى أعلى ، مثل 15 فولت لـ 7426 ، [17] مفيد عند قيادة أحمال غير TTL.

TTL مع مرحلة إخراج "عمود الطوطم"

معيار TTL NAND مع مرحلة إخراج "عمود الطوطم" ، واحدة من أربعة في 7400

لحل مشكلة مقاومة الخرج العالية لمرحلة الإخراج البسيطة ، يضيف التخطيطي الثاني إلى هذا إخراج "عمود الطوطم" (" دفع - سحب "). يتكون من اثنين من الترانزستورات npn V 3 و V 4 ، الصمام الثنائي "الرفع" V 5 والمقاوم الحالي المحدود R 3 (انظر الشكل على اليمين). إنه مدفوع من خلال تطبيق نفس فكرة التوجيه الحالية على النحو الوارد أعلاه.

عندما يكون V 2 "متوقفًا" ، يكون V 4 "متوقفًا" أيضًا ويعمل V 3 في منطقة نشطة كمتابع للجهد ينتج جهد خرج عالي (منطقي "1").

عندما يكون V 2 "قيد التشغيل" ، فإنه ينشط V 4 ، يقود جهدًا منخفضًا (منطقي "0") إلى الخرج. مرة أخرى ، هناك تأثير توجيه حالي: مجموعة سلسلة من تقاطع V 2 و CE تقاطع V 4 تقاطع BE بالتوازي مع سلسلة V 3 BE ، تقاطع الأنود-الكاثود V 5 ، و V 4 CE . تحتوي مجموعة السلسلة الثانية على جهد عتبة أعلى ، لذلك لا يتدفق التيار خلالها ، أي يتم حرمان تيار القاعدة V 3 . ينطفئ الترانزستور V 3 ولا يؤثر على الخرج.

في منتصف الفترة الانتقالية ، يحد المقاوم R 3 من تدفق التيار مباشرة عبر سلسلة الترانزستور المتصل V 3 والصمام الثنائي V 5 والترانزستور V 4 وجميعها موصلة. كما أنه يحد من تيار الخرج في حالة الإخراج المنطقي "1" والاتصال القصير بالأرض. يمكن زيادة قوة البوابة دون التأثير بشكل متناسب على استهلاك الطاقة عن طريق إزالة مقاومات السحب والسحب من مرحلة الإخراج. [18] [19]

الميزة الرئيسية لـ TTL مع مرحلة الإخراج "totem-pole" هي مقاومة الخرج المنخفضة عند الناتج المنطقي "1". يتم تحديده من خلال ترانزستور الإخراج العلوي V 3 العامل في المنطقة النشطة كمتابع باعث . لا يزيد المقاوم R 3 من مقاومة الخرج لأنه متصل بمجمع V 3 ويتم تعويض تأثيره من خلال ردود الفعل السلبية. من عيوب مرحلة الإخراج "عمود الطوطم" انخفاض مستوى الجهد (لا يزيد عن 3.5 فولت) من الناتج المنطقي "1" (حتى لو تم تفريغ المخرجات). سبب هذا التخفيض هو انخفاض الجهد عبر تقاطعات القاعدة - الباعث V 3 و V 5 - الأنود - الكاثود.

اعتبارات التواصل

مثل DTL ، يعد TTL منطقًا غاطسًا للتيار حيث يجب سحب التيار من المدخلات لإحضارها إلى مستوى الجهد المنطقي 0. يجب أن تمتص مرحلة القيادة ما يصل إلى 1.6 مللي أمبير من إدخال TTL القياسي مع عدم السماح للجهد بالارتفاع إلى أكثر من 0.4 فولت. [20] يتم تحديد مرحلة الإخراج لبوابات TTL الأكثر شيوعًا لتعمل بشكل صحيح عند قيادة ما يصل إلى 10 مراحل إدخال قياسية (تفريغ 10). أحيانًا يتم ترك مدخلات TTL عائمة لتوفير "1" منطقي ، على الرغم من أن هذا الاستخدام غير موصى به. [21]

تعمل دارات TTL القياسية بمصدر طاقة 5 فولت . تُعرَّف إشارة دخل TTL بأنها "منخفضة" عندما تكون بين 0 فولت و 0.8 فولت فيما يتعلق بالمحطة الأرضية ، و "عالية" عندما تكون بين 2 فولت و V CC (5 فولت) ، [22] [23] وإذا كان الجهد يتم إرسال إشارة تتراوح بين 0.8 فولت و 2.0 فولت إلى مدخل بوابة TTL ، ولا توجد استجابة معينة من البوابة ، وبالتالي فهي تعتبر "غير مؤكدة" (تختلف مستويات المنطق الدقيقة قليلاً بين الأنواع الفرعية ودرجة الحرارة). عادةً ما تقتصر مخرجات TTL على حدود أضيق تتراوح بين 0.0 V و 0.4 V لـ "منخفضة" وبين 2.4 V و V CC للحصول على "مرتفع" ، مما يوفر على الأقل 0.4 فولت من المناعة ضد الضوضاء. يعد توحيد مستويات TTL في كل مكان بحيث تحتوي لوحات الدوائر المعقدة غالبًا على شرائح TTL المصنوعة من قبل العديد من الشركات المصنعة المختلفة المختارة للتوافر والتكلفة ، ويتم ضمان التوافق. قد تحتوي وحدتا لوحات دوائر خارج نفس خط التجميع في أيام أو أسابيع متتالية مختلفة على مزيج مختلف من العلامات التجارية للرقائق في نفس المواضع على اللوحة ؛ يمكن الإصلاح باستخدام الرقائق المصنعة بعد مرور سنوات على المكونات الأصلية. ضمن حدود واسعة مفيدة ، يمكن التعامل مع البوابات المنطقية كأجهزة منطقية مثالية دون القلق من القيود الكهربائية. تعتبر هوامش الضوضاء 0.4 فولت كافية بسبب انخفاض مقاومة الخرج لمرحلة السائق ، أي أن هناك حاجة إلى قدر كبير من طاقة الضوضاء المركبة على الخرج لدفع المدخلات إلى منطقة غير محددة.

في بعض الحالات (على سبيل المثال ، عند الحاجة إلى استخدام خرج بوابة منطقية TTL لقيادة مدخلات بوابة CMOS) ، يمكن زيادة مستوى الجهد لمرحلة خرج "عمود الطوطم" عند الناتج المنطقي "1" بشكل أقرب إلى V CC عن طريق توصيل مقاوم خارجي بين مجمّع V4 والقضيب الموجب. إنه يسحب الكاثود V 5 ويقطع الصمام الثنائي. [24] ومع ذلك ، فإن هذه التقنية تقوم فعليًا بتحويل ناتج "عمود الطوطم" المتطور إلى مرحلة خرج بسيطة ذات مقاومة خرج كبيرة عند القيادة على مستوى عالٍ (يحدده المقاوم الخارجي).

التعبئة والتغليف

مثل معظم الدوائر المتكاملة في الفترة 1963-1990 ، عادةً ما يتم حزم أجهزة TTL التجارية في حزم مزدوجة في الخط (DIPs) ، عادةً مع 14 إلى 24 سنًا ، [25] للتركيب عبر الفتحة أو المقبس. غالبًا ما تُستخدم عبوات البلاستيك الإيبوكسي (PDIP) لمكونات نطاق درجة الحرارة التجارية ، بينما تم استخدام العبوات الخزفية (CDIP) لأجزاء نطاق درجات الحرارة العسكرية.

تم تصنيع رقاقة شعاع الرصاص بدون حزم لتجميعها في صفائف أكبر مثل الدوائر المتكاملة المختلطة. تم تغليف الأجزاء الخاصة بالتطبيقات العسكرية والفضائية في عبوات مسطحة ، وهي شكل من أشكال العبوات المثبتة على السطح ، مع خيوط مناسبة للحام أو اللحام بألواح الدوائر المطبوعة. اليوم [ متى؟ ] ، تتوفر العديد من الأجهزة المتوافقة مع TTL في حزم مثبتة على السطح ، والتي تتوفر في مجموعة أنواع أوسع من الحزم عبر الفتحات.

يعتبر TTL مناسبًا بشكل خاص للدوائر المتكاملة ثنائية القطب لأن المدخلات الإضافية للبوابة تتطلب فقط بواعث إضافية على منطقة قاعدة مشتركة من ترانزستور الإدخال. إذا تم استخدام الترانزستورات المعبأة بشكل فردي ، فإن تكلفة جميع الترانزستورات ستثني المرء عن استخدام بنية الإدخال هذه. ولكن في الدائرة المتكاملة ، تضيف البواعث الإضافية لمدخلات البوابة الإضافية مساحة صغيرة فقط.

قامت شركة واحدة على الأقل بتصنيع أجهزة الكمبيوتر ، وهي شركة IBM ، ببناء داراتها المتكاملة الخاصة بشرائح الوجه باستخدام TTL ؛ تم تركيب هذه الرقائق على وحدات خزفية متعددة الرقائق. [26] [27]

مقارنة مع عائلات المنطق الأخرى

تستهلك أجهزة TTL طاقة أكبر بكثير من أجهزة CMOS المكافئة في حالة السكون ، لكن استهلاك الطاقة لا يزيد مع سرعة الساعة بنفس سرعة أجهزة CMOS. [28] بالمقارنة مع دوائر ECL المعاصرة ، يستخدم TTL طاقة أقل وقواعد تصميم أسهل ولكنه أبطأ بكثير. يمكن للمصممين الجمع بين أجهزة ECL و TTL في نفس النظام لتحقيق أفضل أداء عام واقتصاد ، ولكن أجهزة تبديل المستوى مطلوبة بين عائلتين منطقيتين. TTL أقل حساسية للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي من أجهزة CMOS القديمة.

نظرًا لبنية الإخراج لأجهزة TTL ، فإن مقاومة الخرج غير متكافئة بين الحالة العالية والمنخفضة ، مما يجعلها غير مناسبة لقيادة خطوط النقل. عادة ما يتم التغلب على هذا العيب عن طريق التخزين المؤقت للمخرجات بأجهزة مشغل خط خاصة حيث يجب إرسال الإشارات عبر الكابلات. لا يوجد هذا العيب في ECL ، بحكم هيكله المتماثل منخفض المقاومة الناتج.

غالبًا ما يكون لهيكل الإخراج TTL "totem-pole" تداخل مؤقت عندما يتم إجراء كل من الترانزستورات العلوية والسفلية ، مما يؤدي إلى نبضة تيار كبيرة مستمدة من مصدر الطاقة. يمكن أن تقترن هذه النبضات بطرق غير متوقعة بين حزم الدوائر المتكاملة المتعددة ، مما يؤدي إلى تقليل هامش الضوضاء وانخفاض الأداء. عادةً ما تحتوي أنظمة TTL على مكثف فصل لكل حزمة أو اثنتين من حزم IC ، بحيث لا تؤدي النبضة الحالية من شريحة TTL إلى تقليل جهد الإمداد إلى آخر مؤقتًا.

منذ منتصف الثمانينيات ، قام العديد من الشركات المصنعة بتزويد مكافئات منطق CMOS بمستويات مدخلات ومخرجات متوافقة مع TTL ، وعادة ما تحمل أرقام أجزاء مماثلة لمكون TTL المكافئ وبنفس نقاط التثبيت . على سبيل المثال ، توفر سلسلة 74HCT00 العديد من الاستبدالات القابلة للإسقاط لأجزاء السلسلة 7400 ثنائية القطب ، ولكنها تستخدم تقنية CMOS .

الأنواع الفرعية

أنتجت الأجيال المتعاقبة من التكنولوجيا أجزاء متوافقة مع تحسين استهلاك الطاقة أو سرعة التحويل ، أو كليهما. على الرغم من قيام البائعين بتسويق خطوط الإنتاج المختلفة هذه بشكل موحد مثل TTL مع ثنائيات Schottky ، إلا أنه يمكن اعتبار بعض الدوائر الأساسية ، مثل المستخدمة في عائلة LS ، بدلاً من ذلك DTL . [29]

تشمل المتغيرات والخلفيات لعائلة TTL الأساسية ، والتي لها تأخير انتشار بوابة نموذجي قدره 10 نانوثانية وتبديد طاقة قدره 10 ميغاواط لكل بوابة ، لمنتج تأخير القدرة (PDP) أو تبديل الطاقة بحوالي 100 pJ ، ما يلي:

  • TTL (L) منخفض الطاقة ، والذي استبدل سرعة التحويل (33 نانو ثانية) لتقليل استهلاك الطاقة (1 ميجاوات) (تم استبداله بشكل أساسي بمنطق CMOS )
  • سرعة عالية TTL (H) ، مع تحويل أسرع من TTL القياسي (6ns) ولكن تبديد طاقة أعلى بشكل ملحوظ (22 ميجاوات)
  • Schottky TTL (S) ، الذي تم تقديمه في عام 1969 ، والذي استخدم مشابك Schottky diode عند مدخلات البوابة لمنع تخزين الشحنات وتحسين وقت التبديل. كانت هذه البوابات تعمل بسرعة أكبر (3 نانو ثانية) ولكن كان لها تبديد طاقة أعلى (19 ميغاواط)
  • Schottky TTL (LS) منخفض الطاقة - استخدم قيم المقاومة الأعلى من TTL منخفض الطاقة وثنائيات Schottky لتوفير مزيج جيد من السرعة (9.5ns) واستهلاك الطاقة المنخفض (2 mW) ، و PDP بحوالي 20 pJ. ربما كان النوع الأكثر شيوعًا من TTL ، فقد تم استخدامه كمنطق لاصق في أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ، لتحل بشكل أساسي محل العائلات الفرعية السابقة H و L و S.
  • متغيرات Fast (F) و Advanced-Schottky (AS) لـ LS من Fairchild و TI ، على التوالي ، حوالي عام 1985 ، مع دوائر " Miller -killer" لتسريع الانتقال من المنخفض إلى العالي. حققت هذه العائلات PDPs من 10 pJ و 4 pJ ، على التوالي ، وهو الأدنى من جميع عائلات TTL.
  • الجهد المنخفض TTL (LVTTL) لإمدادات الطاقة بجهد 3.3 فولت ووصلة الذاكرة.

تقدم معظم الشركات المصنعة نطاقات درجة حرارة تجارية وممتدة: على سبيل المثال ، يتم تصنيف أجزاء سلسلة Texas Instruments 7400 من 0 إلى 70 درجة مئوية ، وأجهزة سلسلة 5400 على نطاق درجة حرارة المواصفات العسكرية من -55 إلى +125 درجة مئوية.

تتوفر مستويات الجودة الخاصة والأجزاء عالية الموثوقية للتطبيقات العسكرية والفضائية.

يتم تقديم الأجهزة المشعة بالإشعاع (على سبيل المثال من سلسلة SNJ54) للتطبيقات الفضائية.

التطبيقات

قبل ظهور أجهزة VLSI ، كانت الدوائر المتكاملة TTL طريقة قياسية لبناء معالجات الحواسيب الصغيرة وأجهزة الكمبيوتر المركزية ؛ مثل DEC VAX و Data General Eclipse ، وللمعدات مثل أدوات التحكم الرقمية لأداة الماكينة والطابعات ومحطات عرض الفيديو. عندما أصبحت المعالجات الدقيقة أكثر فاعلية ، أصبحت أجهزة TTL مهمة لتطبيقات "منطق الغراء" ، مثل برامج تشغيل الحافلات السريعة على اللوحة الأم ، والتي تربط معًا كتل الوظائف المحققة في عناصر VLSI. يعد Gigatron TTL مثالًا أحدث (2018) لمعالج تم إنشاؤه بالكامل باستخدام دوائر TTL المتكاملة.

التطبيقات التناظرية

بينما تم تصميمه في الأصل للتعامل مع الإشارات الرقمية ذات المستوى المنطقي ، يمكن أن يكون عاكس TTL متحيزًا كمضخم تناظري. يؤدي توصيل المقاوم بين المخرجات والمدخلات إلى تحيز عنصر TTL كمضخم للردود السلبية . قد تكون هذه المضخمات مفيدة في تحويل الإشارات التناظرية إلى المجال الرقمي ولكن لا يتم استخدامها عادةً حيث يكون التضخيم التناظري هو الغرض الأساسي. [30] يمكن أيضًا استخدام محولات TTL في المذبذبات البلورية حيث تكون قدرتها على التضخيم التناظري كبيرة.

قد تعمل بوابة TTL عن غير قصد كمكبر صوت تناظري إذا كان الإدخال متصلاً بإشارة إدخال متغيرة ببطء تعبر المنطقة غير المحددة من 0.8 فولت إلى 2 فولت. يمكن أن يكون الإخراج غير منتظم عندما يكون الإدخال في هذا النطاق. يمكن أن يتسبب الإدخال المتغير ببطء مثل هذا أيضًا في تبديد الطاقة الزائدة في دائرة الإخراج. إذا كان لا بد من استخدام مثل هذا الإدخال التناظري ، فهناك أجزاء TTL المتخصصة مع مدخلات مشغل Schmitt المتاحة والتي ستحول بشكل موثوق الإدخال التناظري إلى قيمة رقمية ، وتعمل بشكل فعال كمحول واحد بت A إلى D.

انظر أيضا

المراجع

  1. ^ إرين ، هـ. (2003) ، الأدوات الإلكترونية المحمولة: التصميم والتطبيقات ، CRC Press ، ISBN 0-8493-1998-6
  2. ^ US 3283170 ، Buie ، James L. ، "منطق اقتران الترانزستور والدوائر الأخرى" ، الصادر في 1966-11-01 ، المخصص لشركة TRW Semiconductors ، Inc. 
  3. ^ أ ب "1963: إدخال عائلات المنطق القياسي" . الجدول الزمني . متحف تاريخ الكمبيوتر. 2007.
  4. ^ Lojek ، Bo (2006) ، تاريخ هندسة أشباه الموصلات ، سبرينغر ، ص 212-215 ، ISBN 3-540-34257-5
  5. ^ طاقم الهندسة (1973). كتاب بيانات TTL لمهندسي التصميم (الطبعة الأولى). دالاس: تكساس إنسترومنتس. OCLC 6908409 . 
  6. ^ تيرنر ، إل دبليو ، أد. (1976) ، الكتاب المرجعي لمهندس الإلكترونيات (الطبعة الرابعة) ، لندن: Newnes-Butterworth ، ISBN 0408001682
  7. ^ بيتلر ، مس. السلطات ، DM ؛ Schnabel ، DL (1982) ، "تطوير النظام والجوانب التكنولوجية لمجمع معالج IBM 3081" (PDF) ، مجلة IBM للبحث والتطوير ، 26 (1): 2-11 ، دوى : 10.1147 / rd.261.0002 ، مؤرشفة ( PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2011-06-04 ، ص. 5.
  8. ^ "عائلة شوتكي المتقدمة" (PDF) . شركة Texas Instruments. 1985. SDAA010. أرشفة (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2011-06-04.
  9. ^ لانكستر ، د. (1975) ، TTL Cookbook ، Indianapolis: Howard W. Sams and Co. ، p. مقدمة ، ISBN 0-672-21035-5
  10. ^ كلاين ، إي (2008). "كينباك -1" . Vintage-Computer.com.
  11. ^ وود ، لامونت (8 أغسطس 2008). "تاريخ الكمبيوتر المنسي: الأصول الحقيقية للكمبيوتر الشخصي" . عالم الكمبيوتر . مؤرشفة من الأصلي في 14 أغسطس 2008.
  12. ^ جراي ، بول إي ؛ Searle ، Campbell L. (1969) ، مبادئ الفيزياء الإلكترونية والنماذج والدوائر (الطبعة الأولى) ، وايلي ، ص. 870 ، ردمك 978-0471323983
  13. ^ بوي 1966 ، العمود 4
  14. ^ Millman ، J. (1979) ، الدوائر والأنظمة الرقمية والتناظرية للإلكترونيات الدقيقة ، New York: McGraw-Hill Book Company ، p. 147 ردمك _ 0-07-042327-X
  15. ^ https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn5401.pdf
  16. ^ https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls03.pdf
  17. ^ https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn54ls26.pdf
  18. ^ الترانزستور - منطق الترانزستور (TTL). siliconfareast.com. 2005. تم الاسترجاع 17 سبتمبر 2008. ص. 1.
  19. ^ تالا ، DK Digital Logic Gates الجزء الخامس. asic-world.com. 2006.
  20. ^ ورقة بيانات SN7400 - Texas Instruments
  21. ^ هاسيلوف ، إيلهارد. "التصميم مع المنطق" (PDF) . TI.com . شركة تكساس إنسترومنتس إنكوربوريتد. ص 6 - 7. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 أكتوبر 2011 . تم الاسترجاع 27 أكتوبر 2018 .
  22. ^ مستويات منطق TTL
  23. ^ "DM7490A Decade and Binary Counter" (PDF) . فيرتشايلد. مؤرشف من الأصل (PDF) في 23 مارس 2005 . تم الاسترجاع 14 أكتوبر 2016 .
  24. ^ تقنيات TTL-to-CMOS Interfacing أرشفة 2010-09-19 في آلة Wayback ...
  25. ^ مارستون ، آر إم (2013). دليل دوائر TTL الحديثة . إلسفير. ص. 16. ISBN  9781483105185. عادةً ما يتم تغليف الأجهزة [74-series] في حزمة بلاستيكية ذات 14 سنًا أو 16 سنًا أو 24 سنًا ثنائية الخط (DIP)
  26. ^ Rymaszewski ، EJ ؛ والش ، جيه إل ؛ Leehan ، GW (1981) ، "Semiconductor Logic Technology in IBM" ، مجلة IBM للبحث والتطوير ، 25 (5): 603-616 ، دوى : 10.1147 / rd.255.0603
  27. ^ سيرافيم ، دى بى ؛ Feinberg، I. (1981)، "Electronic Packaging Evolution in IBM"، IBM Journal of Research and Development ، 25 (5): 617–630، doi : 10.1147 / rd.255.0617
  28. ^ هورويتز ، بول ؛ هيل ، وينفيلد (1989) ، فن الإلكترونيات (الطبعة الثانية) ، Cambridge University Press ، p. 970 ، ردمك 0-521-37095-7تنص ، "... تستهلك أجهزة CMOS طاقة تتناسب مع تردد التبديل الخاص بها ... عند أقصى تردد تشغيل لها ، قد تستخدم طاقة أكثر من أجهزة TTL المكافئة ثنائية القطب."
  29. ^ آيرز ، جى أوكون إي إي 215 ملاحظات للمحاضرة 4. صفحة ويب أعضاء هيئة التدريس بجامعة هارفارد. أرشيف صفحة الويب من جامعة كونيتيكت. تم الاسترجاع 17 سبتمبر 2008.
  30. ^ Wobschall ، D. (1987) ، تصميم الدوائر للأجهزة الإلكترونية: الأجهزة التناظرية والرقمية من جهاز الاستشعار إلى العرض (الطبعة الثانية) ، New York: McGraw Hill ، pp.209–211 ، ISBN 0-07-071232-8

قراءات إضافية

روابط خارجية