Cổng logic cơ bản – Mobitool

Cổng logic cơ bản hoàn toàn có thể có nhiều hơn một nguồn vào, ví dụ, đầu vào A, B, C, D, v.v., nhưng nói chung chỉ có một đầu ra kỹ thuật số, ( Q. ). Các cổng logic riêng không liên quan gì đến nhau hoàn toàn có thể được liên kết hoặc xếp tầng với nhau để tạo thành công dụng cổng logic với bất kể số lượng đầu vào mong ước nào hoặc để tạo thành những mạch kiểu tổng hợp và tuần tự hoặc để tạo ra những tính năng cổng logic khác với những cổng tiêu chuẩn .

Các cổng logic cơ bản có sẵn trên thị trường có sẵn ở hai dạng hoặc họ cơ bản, TTL là viết tắt của Transistor-Transistor Logic chẳng hạn như dòng 7400 và CMOS là viết tắt của bổ sung Metal-Oxide-Silicon là dòng chip 4000. Ký hiệu TTL hoặc CMOS này đề cập đến công nghệ logic được sử dụng để sản xuất mạch tích hợp, (IC) hoặc “chip” như nó thường được gọi hơn.

Cổng logic kỹ thuật số

Nói chung, vi mạch logic TTL sử dụng bóng bán dẫn kết nối lưỡng cực loại NPN và PNP trong khi vi mạch logic CMOS sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường loại MOSFET bổ sung hoặc JFET cho cả mạch đầu vào và đầu ra của chúng.

Cũng như công nghệ TTL và CMOS, những cổng logic kỹ thuật số đơn thuần cũng hoàn toàn có thể được triển khai bằng cách liên kết với nhau điốt, bóng bán dẫn và điện trở để tạo ra cổng logic RTL, Điện trở-Transistor, DTL, cổng logic Diode-Transistor hoặc cổng logic ECL, Emitter-Coupled nhưng lúc bấy giờ chúng ít phổ cập hơn so với dòng CMOS phổ cập .Mạch tích hợp hoặc vi mạch như chúng được gọi thông dụng hơn, hoàn toàn có thể được nhóm lại với nhau thành những họ theo số lượng bóng bán dẫn hoặc “ cổng ” mà chúng chứa. Ví dụ, một cổng AND đơn thuần chỉ chứa một vài bóng bán dẫn riêng không liên quan gì đến nhau, giống như một bộ vi giải quyết và xử lý phức tạp hơn hoàn toàn có thể chứa hàng nghìn cổng bóng bán dẫn riêng không liên quan gì đến nhau. Các mạch tích hợp được phân loại theo số lượng cổng logic hoặc độ phức tạp của những mạch trong một chip đơn lẻ với phân loại chung cho số lượng cổng riêng không liên quan gì đến nhau được đưa ra như :

Phân loại mạch tích hợp

• Tích hợp quy mô nhỏ hoặc ( SSI )  – Chứa tối đa 10 bóng bán dẫn hoặc một vài cổng trong một gói duy nhất như cổng VÀ, HOẶC, KHÔNG.
• Tích hợp Quy mô Trung bình hoặc ( MSI )  – từ 10 đến 100 bóng bán dẫn hoặc hàng chục cổng trong một gói duy nhất và thực hiện các hoạt động kỹ thuật số như bộ cộng, bộ giải mã, bộ đếm, flip-flop và bộ ghép kênh.
• Tích hợp quy mô lớn hoặc ( LSI )  – từ 100 đến 1.000 bóng bán dẫn hoặc hàng trăm cổng và thực hiện các hoạt động kỹ thuật số cụ thể như chip I / O, bộ nhớ, số học và logic.
• Tích hợp quy mô rất lớn hoặc ( VLSI )  – từ 1.000 đến 10.000 bóng bán dẫn hoặc hàng nghìn cổng và thực hiện các hoạt động tính toán như bộ xử lý, mảng bộ nhớ lớn và thiết bị logic có thể lập trình.

• Tích hợp quy mô siêu lớn

  hoặc

  ( SLSI )

  – từ 10.000 đến 100.000 bóng bán dẫn trong một gói duy nhất và triển khai những hoạt động giải trí giám sát như chip vi giải quyết và xử lý, bộ điều khiển và tinh chỉnh vi mô, PIC cơ bản và máy tính .

• Tích hợp quy mô cực lớn hoặc ( ULSI )  – hơn 1 triệu bóng bán dẫn – các bóng bán dẫn lớn được sử dụng trong máy tính CPU, GPU, bộ xử lý video, bộ điều khiển vi mô, FPGA và PIC phức tạp.

Mặc dù phân loại ULSI “quy mô cực lớn” ít được sử dụng hơn, một mức độ tích hợp khác thể hiện sự phức tạp của Mạch tích hợp được gọi là System On Chip hoặc ( SOC ). Ở đây, các thành phần riêng lẻ như bộ vi xử lý, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, logic I / O, v.v., tất cả đều được sản xuất trên một bề mặt silicon duy nhất và đại diện cho toàn bộ hệ thống điện tử trong một con chip duy nhất, theo nghĩa đen là từ “tích hợp” vào mạch tích hợp .

Những con chip tích hợp hoàn hảo này hoàn toàn có thể chứa tới 100 triệu cổng bóng bán dẫn silicon-CMOS riêng không liên quan gì đến nhau trong một chip duy nhất thường được sử dụng trong điện thoại di động, máy ảnh kỹ thuật số, bộ tinh chỉnh và điều khiển vi mô, PIC và những ứng dụng kiểu robot .

Định luật Moore

Năm 1965, Gordon Moore đồng sáng lập của tập đoàn lớn Intel đã Dự kiến rằng “ Số lượng bóng bán dẫn và điện trở trên một con chip sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 18 tháng ” tương quan đến sự tăng trưởng của công nghệ tiên tiến cổng bán dẫn. Khi Gordon Moore đưa ra nhận xét nổi tiếng của mình vào năm 1965, chỉ có khoảng chừng 60 cổng bóng bán dẫn riêng không liên quan gì đến nhau trên một chip silicon duy nhất hoặc chết .Bộ vi giải quyết và xử lý tiên phong trên quốc tế vào năm 1971 là Intel 4004 có bus tài liệu 4 bit và chứa khoảng chừng 2.300 bóng bán dẫn trên một chip duy nhất, hoạt động giải trí ở khoảng chừng 600 kHz. Hôm nay, Tập đoàn Intel đã đặt 1,2 tỷ cổng bóng bán dẫn riêng không liên quan gì đến nhau vào chip vi giải quyết và xử lý Sandy Bridge 64 – bit Quad-core i7-2700K hoạt động giải trí ở tần số gần 4GH z và số lượng bóng bán dẫn trên chip vẫn đang tăng lên, do bộ vi giải quyết và xử lý mới hơn nhanh hơn và những bộ vi tinh chỉnh và điều khiển được tăng trưởng .

Các trạng thái logic kỹ thuật số

Các cổng logic kỹ thuật số là khối xây dựng cơ bản mà từ đó tất cả các mạch điện tử kỹ thuật số và hệ thống vi xử lý dựa trên được xây dựng từ. Các cổng logic kỹ thuật số cơ bản thực hiện các phép toán logic AND , OR và NOT trên các số nhị phân.

Trong thiết kế logic kỹ thuật số, chỉ cho phép hai mức hoặc trạng thái điện áp và những trạng thái này thường được gọi là Logic “1” và Logic “0”, hoặc CAO và THẤP, hoặc TRUE và FALSE. Hai trạng thái này được biểu diễn trong Đại số Boolean và bảng trạng thái chuẩn bằng các chữ số nhị phân của “ 1 ” và “ 0 ” tương ứng.

Một ví dụ nổi bật về trạng thái kỹ thuật số là một công tắc nguồn đèn đơn thuần. Công tắc hoàn toàn có thể “ BẬT ” hoặc “ TẮT ”, trạng thái này hoặc trạng thái khác, nhưng không phải cả hai cùng một lúc. Sau đó, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể tóm tắt mối quan hệ giữa những trạng thái kỹ thuật số khác nhau này như thể :

Đại số Boolean	Boolean Logic	Trạng thái điện áp
Logic “1”	ĐÚNG (T)	CAO (H)
Logic “0”	FALSE (F)	THẤP (L)

Hầu hết những cổng logic kỹ thuật số và mạng lưới hệ thống logic kỹ thuật số sử dụng “ Logic dương ”, trong đó mức logic “ 0 ” hoặc “ THẤP ” được biểu lộ bằng điện áp 0, 0 v hoặc đất và mức logic “ 1 ” hoặc “ CAO ” được bộc lộ bằng điện áp cao hơn ví dụ điển hình như + 5 vôn, với việc quy đổi từ mức điện áp này sang mức điện áp khác, từ mức logic “ 0 ” sang “ 1 ” hoặc “ 1 ” đến “ 0 ” được thực thi nhanh nhất hoàn toàn có thể ngăn ngừa bất kể hoạt động giải trí bị lỗi nào của mạch logic .Cũng sống sót một mạng lưới hệ thống “ Logic âm ” bổ trợ trong đó những giá trị và quy tắc của logic “ 0 ” và logic “ 1 ” được đảo ngược nhưng trong phần hướng dẫn này về cổng logic kỹ thuật số, tất cả chúng ta sẽ chỉ đề cập đến quy ước logic dương như nó được sử dụng thông dụng nhất .Trong IC TTL ( bóng bán dẫn-logic ) tiêu chuẩn có một dải điện áp được xác lập trước cho những mức điện áp nguồn vào và đầu ra, xác lập đúng mực mức logic “ 1 ” là gì và mức logic “ 0 ” là gì và chúng được hiển thị bên dưới .

Mức điện áp đầu vào và đầu ra TTL

Có rất nhiều loại cổng logic trong cả lưỡng cực 7400 và CMOS 4000 cổng logic kỹ thuật số như 74L xx, 74LS xx, 74ALS xx, 74HC xx, 74HCT xx, 74ACT xx, v.v., mỗi loại có những ưu điểm và điểm yếu kém riêng không liên quan gì đến nhau so với cai khac. Điện áp chuyển mạch đúng chuẩn thiết yếu để tạo ra logic “ 0 ” hoặc logic “ 1 ” phụ thuộc vào vào nhóm hoặc họ logic đơn cử .Tuy nhiên, khi sử dụng nguồn phân phối + 5 volt tiêu chuẩn, bất kể đầu vào điện áp TTL nào trong khoảng chừng từ 2.0 v đến 5 v được coi là logic “ 1 ” hoặc “ HIGH ” trong khi bất kể đầu vào điện áp nào dưới 0.8 v được công nhận là logic “ 0 ” hoặc “ LOW ”. Vùng điện áp ở giữa hai mức điện áp này là đầu vào hoặc đầu ra được gọi là Vùng không xác lập và hoạt động giải trí trong vùng này hoàn toàn có thể khiến cổng logic tạo ra đầu ra sai .Họ logic CMOS 4000 sử dụng những mức điện áp khác nhau so với những loại TTL vì chúng được phong cách thiết kế bằng bóng bán dẫn hiệu ứng trường, hoặc FET. Trong công nghệ tiên tiến CMOS, mức logic “ 1 ” hoạt động giải trí trong khoảng chừng từ 3,0 đến 18 volt và mức logic “ 0 ” là dưới 1,5 volt. Sau đó, bảng sau đây cho thấy sự độc lạ giữa những mức logic của cổng logic TTL và CMOS truyền thống lịch sử .

Mức độ logic TTL và CMOS

Loại thiết bị	Logic 0	Logic 1
TTL	0 đến 0,8v	2.0 đến 5v (V CC )
CMOS	0 đến 1.5v	3.0 đến 18v (V DD )

Sau đó, từ những quan sát trên, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể xác lập cổng logic kỹ thuật số TTL lý tưởng là cổng có logic mức “ THẤP ” là “ 0 ” 0 vôn ( mặt đất ) và logic mức “ CAO ” “ 1 ” là + 5 vôn và đây là hoàn toàn có thể được chứng tỏ là :

Mức điện áp cổng logic kỹ thuật số TTL lý tưởng

Khi đóng hoặc mở công tắc nguồn tạo ra mức logic “ 1 ” hoặc mức logic “ 0 ” với điện trở R được gọi là điện trở “ kéo lên ” .

Nhiễu trong Cổng logic cơ bản

Tuy nhiên, giữa những giá trị CAO và THẤP được xác lập này nằm ở chỗ thường được gọi là “ vùng không xác lập ” ( vùng màu xanh lam ở trên ) và nếu tất cả chúng ta vận dụng điện áp tín hiệu có giá trị trong vùng này, tất cả chúng ta không biết liệu cổng logic sẽ phản hồi nó ở mức “ 0 ” hoặc mức “ 1 ”, và đầu ra sẽ trở nên không hề đoán trước .

Nhiễu điện là tên gọi của một điện áp ngẫu nhiên và không mong muốn được gây ra trong các mạch điện tử do nhiễu bên ngoài, chẳng hạn như từ các công tắc gần đó, dao động nguồn điện hoặc từ dây dẫn và các vật dẫn khác thu bức xạ điện từ lạc. Sau đó, để một cổng logic không bị ảnh hưởng bởi nhiễu vào thì phải có một mức độ nhiễu nhất định hoặc khả năng chống nhiễu.

Khả năng miễn nhiễm nhiễu cổng logic kỹ thuật số

Trong ví dụ trên, tín hiệu nhiễu được chồng lên điện áp nguồn Vcc và miễn là nó vẫn ở trên mức tối thiểu (V ON (min) ) thì đầu vào đầu ra tương ứng của cổng logic sẽ không bị ảnh hưởng. Nhưng khi mức nhiễu trở nên đủ lớn và tăng đột biến nhiễu làm cho mức điện áp CAO giảm xuống dưới mức tối thiểu này, cổng logic có thể hiểu mức tăng đột biến này là đầu vào mức THẤP và chuyển đầu ra tương ứng tạo ra chuyển mạch đầu ra sai. Sau đó, để cổng logic không bị ảnh hưởng bởi nhiễu, nó phải có khả năng chịu được một lượng nhiễu không mong muốn nhất định trên đầu vào của nó mà không thay đổi trạng thái của đầu ra.

Cổng logic cơ bản đơn giản

Các cổng logic kỹ thuật số đơn thuần hoàn toàn có thể được tạo ra bằng cách phối hợp những bóng bán dẫn, điốt và điện trở với một ví dụ đơn thuần về cổng AND Diode-Điện trở Logic ( DRL ) và cổng NAND Diode-Transistor Logic ( DTL ) được đưa ra bên dưới .

Mạch điện trở diode	Mạch Diode-Transistor
Cổng AND 2 đầu vào	Cổng NAND 2 đầu vào

Cổng AND 2 nguồn vào Diode-Điện trở đơn thuần hoàn toàn có thể được quy đổi thành cổng NAND bằng cách bổ trợ một quá trình đảo ngược bóng bán dẫn ( NOT ). Việc sử dụng những thành phần rời rạc như điốt, điện trở và bóng bán dẫn để tạo ra những mạch cổng logic kỹ thuật số không được sử dụng trong những vi mạch logic có sẵn trên thị trường thực tiễn vì những mạch này bị trễ Viral hoặc trễ cổng và cũng mất điện do những điện trở kéo lên .Một điểm yếu kém khác của logic diode-điện trở là không có đặc trưng “ Fan-out ” là năng lực của một đầu ra duy nhất tinh chỉnh và điều khiển nhiều nguồn vào của những quá trình tiếp theo. Ngoài ra, kiểu phong cách thiết kế này không chuyển sang “ TẮT ” trọn vẹn vì Logic “ 0 ” tạo ra điện áp đầu ra 0,6 v ( sụt áp diode ), vì thế những phong cách thiết kế mạch TTL và CMOS sau đây được sử dụng sửa chữa thay thế .

Cổng logic TTL cơ bản – Cổng logic cơ bản

Cổng AND Diode-Resistor đơn thuần ở trên sử dụng những điốt riêng không liên quan gì đến nhau cho những nguồn vào của nó, một cho mỗi đầu vào. Vì bóng bán dẫn lưỡng cực có hiệu suất cao là hai điểm nối diode được liên kết với nhau, đại diện thay mặt cho thiết bị NPN ( Âm-Dương-Cực ) hoặc thiết bị PNP ( Tích cực-Âm-Dương ), những đi-ốt nguồn vào của mạch logic đi-ốt-bán dẫn ( DTL ) hoàn toàn có thể được thay thế sửa chữa bằng một bóng bán dẫn NPN duy nhất với nhiều đầu vào cực phát để tạo thành một loại mạch logic khác được gọi là mạch logic bóng bán dẫn hoặc TTL như hình vẽ .
Cổng NAND 2 đầu vàoMạch cổng NAND đơn thuần này gồm có một bóng bán dẫn đầu vào, TR 1 có hai ( hoặc nhiều ) cực phát và một mạch bóng bán dẫn chuyển mạch NPN đảo ngược một tiến trình của TR 2 .Khi một hoặc cả hai bộ phát của TR 1 đại diện thay mặt cho nguồn vào “ A ” và “ B ” được liên kết với mức logic “ 0 ” ( LOW ), dòng điện cơ bản của TR 1 đi qua điểm nối cơ sở / bộ phát của nó với đất ( 0V ), TR 1 bão hòa và thiết bị đầu cuối thu của nó theo sau. Hành động này dẫn đến chân TR 2 được liên kết với đất ( 0V ), do đó TR 2 là “ TẮT ” và đầu ra tại Q. là CAO .Với cả hai nguồn vào “ A ” và “ B ” CAO ở mức logic “ 1 ”, bóng bán dẫn đầu vào TR 1 chuyển sang “ TẮT ”, chân đế của bóng bán dẫn chuyển mạch TR 2 trở nên CAO và chuyển sang “ BẬT ” do đó đầu ra tại Q. là THẤP đến hành vi quy đổi của bóng bán dẫn. Nhiều bộ phát của TR 1 được liên kết làm đầu vào do đó tạo ra tính năng cổng NAND .

Mạch logic ghép emitơ

Emitter Coupled Logic hay đơn thuần là ECL, là một loại cổng logic kỹ thuật số khác sử dụng logic bóng bán dẫn lưỡng cực trong đó những bóng bán dẫn không hoạt động giải trí trong vùng bão hòa, như chúng đang sử dụng với cổng logic kỹ thuật số TTL tiêu chuẩn. Thay vào đó, những mạch nguồn vào và đầu ra là những bóng bán dẫn được liên kết đẩy kéo với điện áp cung ứng âm so với mặt đất .Điều này có tính năng tăng vận tốc hoạt động giải trí của những cổng logic phối hợp bộ phát lên đến dải Gigahertz so với những loại TTL tiêu chuẩn, nhưng nhiễu có tác động ảnh hưởng lớn hơn trong logic ECL, chính bới những bóng bán dẫn không bão hòa hoạt động giải trí trong vùng hoạt động giải trí của chúng và khuếch đại như cũng như quy đổi tín hiệu .

Họ “74” của mạch tích hợp

Với những nâng cấp cải tiến trong phong cách thiết kế mạch để tính đến độ trễ Viral, mức tiêu thụ dòng điện, nhu yếu quạt vào và quạt ra, v.v., loại công nghệ tiên tiến bóng bán dẫn lưỡng cực TTL này tạo thành cơ sở của họ IC logic kỹ thuật số có tiền tố “ 74 ”, ví dụ điển hình như cổng NAND 2 nguồn vào “ 7400 ” Quad hoặc cổng NOR 2 nguồn vào “ 7402 ”, v.v.

Các họ con của vi mạch dòng 74xxx có sẵn liên quan đến các công nghệ khác nhau được sử dụng để chế tạo cổng và chúng được biểu thị bằng các chữ cái ở giữa ký hiệu 74 và số thiết bị. Có một số họ con TTL có sẵn cung cấp nhiều tốc độ chuyển mạch và mức tiêu thụ điện năng như cổng NAND 74 L 00 hoặc 74 ALS 00 , là chữ “L” của “TTL công suất thấp” và “ ALS ”là viết tắt của“ Advanced Low-Power Schottky TTL ”và chúng được liệt kê bên dưới.

• • 74 xx hoặc 74N xx : TTL tiêu chuẩn  – Các thiết bị này là họ cổng logic TTL ban đầu được giới thiệu vào đầu những năm 70. Chúng có độ trễ lan truyền khoảng 10ns và công suất tiêu thụ khoảng 10mW. Dải điện áp cung cấp: 4,75 đến 5,25 vôn
• • 74L xx : TTL Công suất thấp  – Mức tiêu thụ điện được cải thiện hơn so với các loại tiêu chuẩn bằng cách tăng số lượng điện trở bên trong nhưng với cái giá là giảm tốc độ chuyển mạch. Dải điện áp cung cấp: 4,75 đến 5,25 vôn
• • 74H xx : TTL vận tốc cao  – Tốc độ chuyển mạch được cải thiện bằng cách giảm số lượng điện trở bên trong. Điều này cũng làm tăng điện năng tiêu thụ. Dải điện áp cung cấp: 4,75 đến 5,25 vôn
• • 74S xx : Schottky TTL  – Công nghệ Schottky được sử dụng để cải thiện trở kháng đầu vào, tốc độ chuyển mạch và công suất tiêu thụ (2mW) so với loại 74Lxx và 74Hxx. Dải điện áp cung cấp: 4,75 đến 5,25 vôn
• • 74LS xx : Low Power Schottky TTL  – Giống như các loại 74Sxx nhưng được tăng điện trở bên trong để cải thiện mức tiêu thụ điện năng. Dải điện áp cung cấp: 4,75 đến 5,25 vôn
• • 74AS xx : Schottky TTL nâng cao  – Thiết kế cải tiến hơn các loại 74Sxx Schottky được tối ưu hóa để tăng tốc độ chuyển mạch với mức tiêu thụ điện năng khoảng 22mW. Dải điện áp cung cấp: 4,5 đến 5,5 volt
• • 74ALS xx : Advanced Low Power Schottky TTL  – Tiêu thụ điện năng thấp hơn khoảng 1mW và tốc độ chuyển mạch cao hơn 4nS so với các loại 74LSxx. Dải điện áp cung cấp: 4,5 đến 5,5 volt
• • 74HC xx :  Công nghệ CMOS – CMOS vận tốc cao và các bóng bán dẫn để giảm tiêu thụ điện năng dưới 1uA với đầu vào tương thích CMOS. Dải điện áp cung cấp: 4,5 đến 5,5 volt
• • 74HCT xx :  Công nghệ CMOS – CMOS vận tốc cao và các bóng bán dẫn để giảm tiêu thụ điện năng dưới 1uA nhưng đã tăng độ trễ lan truyền lên khoảng 16nS do các đầu vào tương thích TTL. Dải điện áp cung cấp: 4,5 đến 5,5 volt

Cổng logic cơ bản CMOS

Một trong những điểm yếu kém chính của dòng cổng logic kỹ thuật số TTL là những cổng logic dựa trên công nghệ tiên tiến logic bóng bán dẫn lưỡng cực và vì bóng bán dẫn là thiết bị hoạt động giải trí hiện tại, chúng tiêu thụ một lượng lớn điện năng từ nguồn điện + 5 volt cố định và thắt chặt .

Ngoài ra, cổng bóng bán dẫn lưỡng cực TTL có tốc độ hoạt động hạn chế khi chuyển từ trạng thái “TẮT” sang trạng thái “BẬT” và ngược lại được gọi là “cổng” hoặc “trễ lan truyền”. Để khắc phục những hạn chế này, các cổng logic bổ sung được gọi là “CMOS” ( C omplementary M etal O xide S emiconductor) sử dụng “Bóng bán dẫn hiệu ứng trường” hoặc FET đã được phát triển.

Vì những cổng này sử dụng cả MOSFET kênh P. và kênh N làm thiết bị nguồn vào của chúng, nên ở điều kiện kèm theo tĩnh không có chuyển mạch, mức tiêu thụ điện của những cổng CMOS gần như bằng không, ( 1 đến 2 μA ) khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong pin nguồn năng lượng thấp và có vận tốc chuyển mạch lên đến 100MH z để sử dụng trong những mạch máy tính và định thời tần số cao .
Cổng NAND 2 đầu vàoVí dụ về cổng CMOS cơ bản này chứa ba MOSFET nâng cao thường-tắt kênh N, một cho mỗi đầu vào gồm có FET 1 và FET 2, và một MOSFET chuyển mạch bổ trợ, FET 3 được phân cực liên tục “ BẬT ” qua cổng của nó .Khi một hoặc cả hai nguồn vào “ A ” và “ B ” được nối đất đến mức logic “ 0 ”, đầu vào tương ứng MOSFET, FET 1 hoặc FET 2 được chuyển sang “ TẮT ” tạo ra điều kiện kèm theo đầu ra logic “ 1 ” ( CAO ) từ nguồn thiết bị đầu cuối của FET 3 .Chỉ khi cả hai nguồn vào “ A ” và “ B ” được giữ CAO ở mức logic “ 1 ”, thì dòng điện chạy qua MOSFET tương ứng mới chuyển nó sang “ ON ” tạo ra trạng thái đầu ra tại Q. tương tự với mức logic “ 0 ” như cả hai MOSFETS, FET 1 và FET 2 đang triển khai. Do đó tạo ra đại diện thay mặt hành vi chuyển mạch của một công dụng cổng NAND .Những nâng cấp cải tiến trong phong cách thiết kế mạch tương quan đến vận tốc chuyển mạch, tiêu thụ điện năng thấp và cải tổ độ trễ Viral đã dẫn đến dòng IC logic CMOS 4000 “ CD ” tiêu chuẩn được tăng trưởng để bổ trợ cho dải TTL .Cũng như những cổng logic kỹ thuật số TTL tiêu chuẩn, tổng thể những cổng và thiết bị logic kỹ thuật số chính đều có sẵn trong gói CMOS như CD4011, cổng Quad 2 đầu vào NAND hoặc CD4001, cổng NOR 2 đầu vào Quad cùng với tổng thể họ phụ của họ .Giống như logic TTL, mạch MOS bổ trợ ( CMOS ) tận dụng lợi thế của trong thực tiễn là cả thiết bị kênh N và kênh P. hoàn toàn có thể được sản xuất cùng nhau trên cùng một vật tư nền để tạo thành những công dụng logic khác nhau .Một trong những điểm yếu kém chính của dòng vi mạch CMOS so với những loại TTL tương tự của chúng là chúng dễ bị hỏng do tĩnh điện. Cũng không giống như cổng logic TTL hoạt động giải trí trên điện áp + 5V đơn cho cả mức nguồn vào và đầu ra của chúng, cổng logic kỹ thuật số CMOS hoạt động giải trí trên một điện áp phân phối duy nhất từ ​ ​ + 3 đến + 18 volt .Các họ con CMOS thông dụng gồm có :

• Dòng 4000B: CMOS tiêu chuẩn  – Các thiết bị này là dòng cổng logic CMOS có đệm ban đầu được giới thiệu vào đầu những năm 70 và hoạt động từ điện áp cung cấp từ 3.0 đến 18v dc

• Dòng 74C : 5 v CMOS – Các thiết bị này thích hợp với chân cắm với những thiết bị TTL 5 v tiêu chuẩn vì chuyển mạch logic của chúng được triển khai trong CMOS nhưng với nguồn vào thích hợp TTL. Chúng hoạt động giải trí từ điện áp cung ứng 3.0 đến 18 v dcLưu ý rằng thiết bị và cổng logic CMOS nhạy cảm với tĩnh điện, vì thế hãy luôn thực thi những giải pháp phòng ngừa thích hợp khi thao tác trên thảm chống tĩnh điện hoặc bàn thao tác được nối đất, đeo dây đeo tay chống tĩnh điện và không tháo một bộ phận khỏi vỏ hộp chống tĩnh điện cho đến khi được nhu yếu .

Trong hướng dẫn tiếp theo về Cổng logic cơ bản , chúng ta sẽ xem xét chức năng Cổng Logic kỹ thuật số AND được sử dụng trong cả mạch logic TTL và CMOS cũng như các bảng chân trị và định nghĩa Đại số Boolean của nó.

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Tử