Логические элементы. Малые интегральные схемы. Триггер, как элемент электронных схем

Рис. 2.2. Транзистор n-p-n типа.
Транзистор n-p-n типа (рис.6.2.2) наоборот, закрывается отрицательным напряжением и открывается положительным.
Такой режим работы транзистора называется ключевым.
В триггере используется ключевой режим работы.
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Рис. 2.3. Принципиальная схема триггера.
Если транзистор VT1 закрыт, то VT2 - открыт.
Если же транзистор VT1 открыт, то VT2 - закрыт.
Докажем, что других состояний быть не может. Предположим, транзистор VT1 закрыт.
Тогда напряжение на коллекторе VT1 – отрицательное. Через резистор R2 оно подается на базу VT2 и открывает его.
Через открытый транзистор положительное напряжение идет на коллектор VT2 . Через резистор R3 оно подается на базу VT1 и поддерживает его в закрытом состоянии.
Значит, такое состояние является устойчивым и может сохраняться неопределенно долго.
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Триггер можно вывести из этого состояния, подав короткий положительный импульс на R-вход.
Этот импульс закрывает VT2 на короткое время.
Напряжение на коллекторе VT2 становится отрицательным. Через резистор R3 оно поступает на базу VT1 и открывает его.
Через открытый транзистор положительное напряжение идет на коллектор VT1. Через резистор R2 оно подается на базу VT2 и поддерживает его в закрытом состоянии даже после окончания импульса.
Такое состояние также является устойчивым.
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Триггер является абсолютно симметричной схемой. Его состоянием можно управлять по R- и по S- входу, как положительными так и отрицательными импульсами.
Триггер используется, как ячейка памяти в цифровых схемах.
Рис. 2.4 . Обозначение триггера на схемах.
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Логические элементы. Малые интегральные схемы.
Схемы цифровых устройств делятся по степени сложности. Рассмотрим три самых простых схемы – «И», «ИЛИ», «НЕ».
Логический элемент «И».
Он имеет два входа и один выход. Таблица истинности:
Рис. 2.5. Электрический аналог схемы «И»
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Рис. 2.6. Электронный аналог элемента «И» на n-p-n транзисторах.
Y=0
Y=0
Y=1
2.7. Обозначение элемента «И» на цифровых схемах.
«Все, или ничего!»
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Логический элемент «ИЛИ».
Он также имеет два входа и один выход. Таблица истинности:
Рис. 2.8. Электрический аналог схемы «ИЛИ»
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Рис. 2.9. Электронный аналог элемента «ИЛИ» на n-p-n транзисторах.
Y=0
Y=1
Y=1
Рис. 2.10. Обозначение элемента «ИЛИ» на цифровых схемах.
«Все, или хоть что-нибудь!»
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Рис. 2.11. Элементы «И», «ИЛИ» с четырьмя входами.
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.
Изготавливаются элементы «И», «ИЛИ» с четырьмя и восемью входами. Соответственно, их схемы содержат не 2, а 4 или 8 транзисторов.

Логический элемент «НЕ».
Он имеет один вход и один выход. Таблица истинности:
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Рис. 2.12. Электронный аналог элемента «НЕ» на n-p-n транзисторах.
Y=1
Y=0
Рис. 2.13. Обозначение элемента «НЕ» на цифровых схемах
«Не так!»
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.

Рассмотрим еще раз таблицы истинности для схем «И», «ИЛИ», «НЕ».
«И»
«ИЛИ»
«НЕ»
Поставим в соответствие этим операциям математические действия.
0 · 0 = 0 0 · 1 = 0 1 · 0 = 0 1 · 1 = 1
0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 1
Инверсия
(«Не икс»)
2. Логические элементы. Малые интегральные схемы.