Hay diferentes tipos de familias lógicas disponibles que se utilizan en el diseño de circuitos lógicos digitales; Lógica de transistores de resistencia (RTL), lógica de emisor acoplado (ECL), lógica de transistores de diodo (DTL), lógica de semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS) y Lógica transistor-transistor (TTL) . De estas familias lógicas, la familia lógica DTL se usaba comúnmente antes de las décadas de 1960 y 1970 para reemplazar familias lógicas más avanzadas como CMOS y TTL. La lógica diodo-transistor es una clase de circuitos digitales que está diseñado con diodos y transistores. Entonces, la combinación de diodos y transistores permite realizar funciones lógicas complejas con componentes bastante pequeños. Este artículo proporciona información breve sobre Lógica DTL o transistor de diodo y sus aplicaciones.
¿Qué es la lógica de transistores de diodo?
La lógica de transistores de diodo es un circuito lógico que pertenece a la familia de lógica digital que se utiliza para crear circuitos digitales. Este circuito se puede diseñar con diodos y transistores donde se usan diodos en el lado de entrada y transistores en el lado de salida, por lo que se conoce como DTL. DTL es una clase específica de circuito que se utiliza en la electrónica digital actual para procesar señales eléctricas.
En este circuito lógico, los diodos son útiles para realizar funciones lógicas, mientras que los transistores se utilizan para realizar las funciones de amplificación. El DTL tiene muchos beneficios en comparación con resistor lógica de transistores como; Los valores de distribución más altos y el margen de ruido alto, por lo tanto, DTL reemplaza a la familia RTL. El Características de la lógica de transistores de diodo. incluyen principalmente; Sin cultura digital, estratega digital, arquitecto digital, organización más ágil, centrista del cliente, defensor de datos, paisajista del lugar de trabajo digital y optimizador de procesos comerciales.
Circuito lógico de transistor de diodo
El circuito lógico del transistor de diodo se muestra a continuación. Este es un circuito de puerta NAND lógica de transistor de diodo de dos entradas. Este circuito está diseñado con dos diodos y un transistor donde dos diodos se indican con D1 y D2 y la resistencia se indica con R1, que forma el lado de entrada del circuito lógico. La configuración CE del transistor Q1 y la resistencia R2 forman el lado de salida. El condensador 'C1' en este circuito se utiliza para proporcionar una corriente de sobremarcha durante todo el tiempo de conmutación y esto disminuye el tiempo de conmutación a cierto nivel.
Funcionamiento de la lógica del transistor de diodo
Siempre que ambas entradas de los circuitos A y B estén BAJAS, los diodos D1 y D2 se polarizarán directamente, por lo que estos diodos conducirán en dirección directa. Por lo tanto, el suministro de corriente debido al suministro de voltaje (+VCC = 5V) se suministrará a GND a través de la resistencia R1 y los dos diodos. El suministro de voltaje se reduce dentro de la resistencia R1 y no será suficiente encender el transistor Q1, por lo que el transistor Q1 estará en modo de corte. Entonces, la salida en el terminal 'Y' será Lógica 1 o valor ALTO.
Cuando cualquiera de las entradas está BAJA, el diodo correspondiente tendrá polarización directa, por lo que ocurrirá una operación similar. Como cualquiera de estos diodos tiene polarización directa, se suministrará corriente a tierra a través del diodo con polarización directa, por lo que el transistor 'Q1' estará en modo de corte, por lo que la salida en el terminal 'Y' será alto o lógico 1.
Siempre que las entradas A y B estén en ALTA, ambos diodos tendrán polarización inversa, por lo que ambos diodos no conducirán. Entonces, en esta condición, el voltaje del suministro de +VCC será suficiente para poner el transistor Q1 en modo de conducción.
Por lo tanto, el transistor conduce a través de los terminales del emisor y del colector. Todo el voltaje se reduce dentro de la resistencia 'R2' y la salida en el terminal 'Y' tendrá o/p BAJA y se considera baja o 0 lógica.
Mesa de la verdad
La tabla de verdad DTL se muestra a continuación.
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A |
B | Y |
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0 |
0 | 1 |
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0 |
1 |
1 |
| 1 | 0 |
1 |
| 1 | 1 |
0 |
El retardo de propagación de la lógica del transistor de diodo es bastante grande. Siempre que todas las entradas sean lógicas altas, el transistor entrará en saturación y se acumulará carga dentro de la región base. Siempre que una entrada sea baja, se debe eliminar esta carga, lo que cambiará el tiempo de propagación. Para acelerar la lógica del transistor de diodo, una técnica de una manera es agregar un capacitor a través de la resistencia R3. Aquí, este condensador ayuda a apagar el transistor eliminando la carga acumulada en el terminal base. El condensador en este circuito también ayuda a encender el transistor mejorando el accionamiento de la primera base.
Lógica de transistor de diodo modificado
La puerta DTL NAND modificada se muestra a continuación. Los grandes valores de los componentes de resistencias y condensadores son muy difíciles de fabricar económicamente en un circuito integrado. Por lo tanto, el siguiente circuito de puerta DTL NAND se puede modificar para la implementación de IC simplemente eliminando el capacitor C1, disminuyendo los valores de la resistencia y usando transistores y diodos siempre que sea posible. Este circuito modificado simplemente utiliza un único suministro positivo e incluye una etapa de entrada con diodos D1 y D2, una resistencia R3 y una puerta AND que se sigue a través de un inversor transistorizado.
Laboral
El funcionamiento de este circuito es que este circuito tiene dos terminales de entrada A y B, y los voltajes de entrada como A y B pueden ser ALTOS o BAJOS.
Si ambas entradas A y B son bajas o lógicas 0, entonces ambos diodos tendrán polarización directa, por lo que el potencial en 'M' es la caída de voltaje de un diodo que es de 0,7 V. Aunque para conducir el transistor 'Q' a la conducción , entonces necesitamos 2,1 V para polarizar directamente los diodos D3, D4 y la unión BE del transistor 'Q', por lo que este transistor es el corte y proporciona la salida Y = 1
Y = Vcc = Lógica 1 y para A = B = 0, Y = 1 o Alto.
Si cualquiera de las entradas, A o B, está baja, entonces cualquiera de las entradas se puede conectar a GND con cualquier terminal conectado a +Vcc, el diodo equivalente conducirá y el transistor VM ≅ 0,7 V y Q se cortará. y proporcione la salida 'Y' = 1 o lógica alta.
Si A = 0 y B = 1 (o) si A = 1 y B = 0, entonces salida Y = 1 o ALTA.
Si dos entradas, como A y B, son ALTAS y A y B están conectadas simplemente a + Vcc, entonces los diodos D1 y D2 tendrán una base inversa y no conducirán. Los diodos D3 y D4 tienen polarización directa y la corriente en el terminal base se suministra simplemente al transistor Q a través de Rd, D3 y D4. El transistor puede saturarse y el voltaje de salida será bajo.
Para A = B = 1, la salida Y = 0 o BAJA.
Las aplicaciones de DTL modificado incluyen las siguientes.
Es posible una mayor distribución debido a que las compuertas posteriores tienen alta impedancia con la condición lógica ALTA. Este circuito tiene una inmunidad al ruido superior. El uso de múltiples diodos en lugar de resistencias y condensadores hará que este circuito sea muy económico dentro de la forma de circuito integrado.
Puerta NOR lógica de transistor de diodo
La puerta NOR lógica de transistor de diodo está diseñada de manera similar a la puerta DTL NAND con una puerta DRL OR con un inversor de transistor. Los circuitos DTL NOR se pueden diseñar de manera más elegante simplemente combinando varios inversores DTL a través de una salida común. De esta manera se pueden unir varios inversores para dejar las entradas necesarias para la puerta NOR.
Este circuito se puede diseñar con los componentes del circuito Inversor DTL aparte del fuente de alimentación y dos 4,7 K resistencias , 1N914 o 1N4148 diodos de silicio. Conecte el circuito según el circuito que se muestra a continuación.
Laboral
Una vez realizadas las conexiones, es necesario proporcionar alimentación al circuito. Después de eso, aplique cuatro posibles combinaciones de entradas en A y B desde la fuente de alimentación con un interruptor DIP. Ahora, para cada combinación de entrada, es necesario anotar la condición lógica de la salida 'Q' como se representa con el CONDUJO Y registre esa salida. Compare los resultados con la operación de la puerta NOR. Una vez que haya terminado sus observaciones, apague la fuente de alimentación.
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A |
B |
Y = (A+B)’ |
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0 |
0 | 1 |
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0 |
1 | 0 |
| 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 |
0 |
Lógica de transistor de diodo y puerta
La lógica del transistor de diodo Y la puerta se muestra a continuación. En este circuito, la lógica dice así; 1 y 0 se toman como lógica positiva de +5 V y 0 V correspondientemente.
Siempre que cualquier entrada de A1, A2 (o) A3 esté en un estado lógico bajo, entonces el diodo que está conectado a esa entrada estará en polarización directa, después de eso, el transistor se cortará y la salida será BAJA o lógica 0. De manera similar, si las tres entradas están en lógica 1, entonces ninguno de los diodos conduce y el transistor conduce fuertemente. Después de eso, el transistor se satura y la salida será ALTA o lógica 1.
A continuación se muestra la tabla de verdad de la lógica y la puerta del transistor de diodo.
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A1 |
A2 | A3 |
Y = A.B |
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0 |
0 | 0 | 0 |
|
0 |
0 | 1 | 0 |
|
0 |
1 | 0 |
0 |
| 0 | 1 | 1 |
0 |
|
1 |
0 | 0 | 0 |
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1 |
0 | 1 |
0 |
| 1 | 1 | 0 |
0 |
| 1 | 1 | 1 |
1 |
Comparación entre DTL, TTL y RTL
Las diferencias entre DTL, TTL y RTL se analizan a continuación.
| DTL | TTL |
RTL |
| El término DTL significa Lógica de Diodo-Transistor. | El término TTL significa Lógica Transistor-Transistor. | El término RTL significa lógica de resistencia-transistor. |
| En DTL, las puertas lógicas están diseñadas con transistores y diodos de unión PN. | En un TTL, las puertas lógicas están diseñadas con BJT.
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En RTL, las puertas lógicas están diseñadas con resistencia y transistor. |
| En DTL, los diodos se utilizan como componentes i/p y los transistores se utilizan como componentes o/p. | En TTL, un transistor se usa para amplificar mientras que otro transistor se usa para fines de conmutación. | La resistencia en RTL se usa como componente i/p y el transistor se usa como componente o/p. |
| La respuesta DTL es mejor en comparación con RTL. | La respuesta TTL es mucho mejor que DTL y RTL. | La respuesta RTL es lenta. |
| La pérdida de energía es baja. | Tiene muy baja pérdida de energía. | La pérdida de energía es alta. |
| Su construcción es compleja. | Su construcción es muy sencilla. | Su construcción es sencilla. |
| El despliegue mínimo de DTL es 8. | El TTL mínimo de distribución es 10. | El despliegue mínimo de RTL es 5. |
| La disipación de potencia para cada puerta suele ser de 8 a 12 mW. | La disipación de potencia para cada puerta suele ser de 12 a 22 mW. | La disipación de potencia para cada puerta suele ser de 12 mW. |
| Su inmunidad al ruido es buena. | Su inmunidad al ruido es muy buena. | Su inmunidad al ruido es media. |
| Su retardo de propagación típico para la puerta es de 30 ns. | Su retardo de propagación típico para la puerta es de 12 a 6 ns. | Su retardo de propagación típico para la puerta es de 12 ns. |
| Su frecuencia de reloj es de 12 a 30 MHZ. | Su frecuencia de reloj es de 15 a 60 MHZ. | Su frecuencia de reloj es de 8 MHZ. |
| Tiene un número de funciones bastante elevado. | Tiene un número muy elevado de funciones. | Tiene un elevado número de funciones. |
| La lógica DTL se utiliza en circuitos digitales y de conmutación básicos. | La lógica TTL se utiliza en circuitos digitales y circuitos integrados modernos. | RTL se utiliza en computadoras antiguas. |
Ventajas
Las ventajas de un circuito lógico de transistor de diodo incluyen las siguientes.
- La velocidad de conmutación de DTL es más rápida en comparación con RTL.
- El uso de diodos en circuitos DTL los hace más baratos porque la fabricación de diodos en circuitos integrados es más sencilla en comparación con resistencias y condensadores.
- La pérdida de energía dentro de los circuitos DTL es muy baja.
- Los circuitos DTL tienen velocidades de conmutación más rápidas.
- El DTL tiene una mayor distribución y un margen de ruido mejorado.
El desventajas de los circuitos lógicos de transistores de diodo Incluya lo siguiente.
- DTL tiene una velocidad de funcionamiento baja en comparación con TTL.
- Tiene un retraso de propagación de puerta extremadamente grande.
- Para una entrada alta, la salida de DTL se satura.
- Genera calor durante toda la operación.
Aplicaciones
El Aplicaciones de la lógica del transistor de diodo. Incluya lo siguiente.
- La lógica de diodo-transistor se utiliza para diseñar y fabricar circuitos digitales donde puertas lógicas utilice diodos dentro de la etapa de entrada y BJT en la etapa de salida.
- DTL es un tipo específico de circuito que se utiliza en la electrónica digital actual para procesar señales eléctricas.
- DTL se utiliza para crear circuitos lógicos simples.
Así, esto es una descripción general de la lógica del transistor de diodo , circuito, funcionamiento, ventajas, desventajas y aplicaciones. Los circuitos DTL son más complejos en comparación con los circuitos RTL, pero esta lógica ha cambiado RTL debido a su capacidad superior FAN OUT y margen de ruido mejorado, pero el DTL tiene una velocidad lenta. Aquí tienes una pregunta, ¿qué es RTL?
