Логика на униполярных транзисторах

Наиболее микромощная в сравнении с другими известными логиками (можно сравнить по потреблению с И²Л). Типовые серии 176, 561, 564.

Основные параметры:

– напряжение питания +9 В;

­– уровень единицы +8.3 В;

– уровень нуля +0.3 В;

– потребление микромощное;

– среднее время задержки 50 нс

– высокая помехоустойчивость;

– температурный диапазон –10 – +70 °С.

В основе КМОП логики лежат КМОП ключи, (рисунки 2.12, 2.13).

Рисунок 2.12 – Типовая схема КМОП логики

Физика процессов:

Ключи VT1, VT3 и VT2, VT4 – обычные КМОП ключи (см. раздел КМОП ключи).

Рисунок 2.13 – Входные характеристики и схема КМОП ключа

Подадим на один любой из входов (или на все вместе) низкий уровень с выхода такой же логической схемы. Например, если это вход Х1, то с земли через открытый ключ VT3–VT4, через выход F предыдущей логической схемы низкий уровень поступает на вход Х1. Следовательно, транзистор VT3 закрыт потому что между затвором и истоком практически нуль, так как на истоке VT4 тоже нуль (земля), а между затвором и истоком VT1 напряжение велико (почти 8 В). Поэтому, VT1 открыт, и напряжение источника питания +E₀ через открытый VT1 поступает на выход F этой схемы в виде высокого уровня, который называем единицей. Таким образом, низкий уровень (“0”) на одном любом (всех) входе приводит к появлению высокого уровня, т. е. инверсии, на выходе F. Удовлетворяется логическая операция умножения с инверсией. Только в том случае, если на всех входах одновременно высокие уровни, которые должны быть приближены к напряжению питания +Е_0, между истоками и затворами VT1, VT2 разность напряжений почти нулевая, VT1, VT2 одновременно закрыты, через них питание не проходит.

С другой стороны эти высокие уровни поступают на затворы VT3, VT4. Между затворами и истоками VT3, VT4 высокое напряжение и они открыты. Т.е. выход F через открытые VT3, VT4 соединен с землей, на нем низкий уровень.

Если принять, что низкие уровни названы единицами, а высокие нулями, то удовлетворяется операция сложения с инверсией.

Для соединения ТТЛ с КМОП логикой и обратного перехода применяют преобразователи уровня К176–ПУ1 (для прямого), К176–ПУ9, К176–ПУ10 (для обратного), но не К176–ПУ2 (для обратного).