TTL NAND- en AND-poorten

Stel dat we ons standaard open-collector invertercircuit hebben gewijzigd, door een tweede ingangsklem toe te voegen, net als de eerste:

Dit schema illustreert een echt circuit, maar het wordt geen "twee-ingangsomvormer" genoemd. Door analyse zullen we ontdekken wat de logische functie van dit circuit is en dienovereenkomstig hoe het moet worden aangewezen.

Net als in het geval van de omvormer en buffer, is het "sturende" diodecluster gemarkeerd met "Q1" eigenlijk gevormd als een transistor, ook al wordt het niet gebruikt in een versterkende capaciteit. Helaas is een eenvoudige NPN-transistorstructuur onvoldoende om de drie . te simuleren PN-overgangen zijn nodig in dit diodenetwerk, dus een andere transistor (en symbool) is nodig.

Deze transistor heeft één collector, één basis en twee emitters, en in het circuit ziet het er als volgt uit:

In het circuit met één ingang (omvormer) resulteerde het aarden van de ingang in een uitgang die de status "hoog" (1) aannam. In het geval van de open-collector-uitgangsconfiguratie was deze "hoge" toestand gewoon "zwevend".

Door de ingang te laten zweven (of te verbinden met Vcc), werd de uitgang geaard, wat de status "laag" of 0 is. Dus een 1 in resulteerde in een 0 uit, en vice versa.

Circuitillustratie voor ingangsstatussen

Omdat dit circuit zoveel lijkt op het eenvoudige invertercircuit, met als enige verschil een tweede ingangsklem die op dezelfde manier is aangesloten op de basis van transistor Q2, kunnen we zeggen dat elk van de ingangen hetzelfde effect op de uitgang zal hebben.

Namelijk, als een van de ingangen geaard is, zal transistor Q2 in een toestand van afsnijding worden gedwongen, waardoor Q3 wordt uitgeschakeld en de uitgang zweeft (uitgang wordt "hoog"). De volgende reeks illustraties toont dit voor drie ingangstoestanden (00, 01 en 10):

In ieder geval, waar er een geaarde (“lage”) ingang is, is de uitgang gegarandeerd zwevend (“hoog”). Omgekeerd, de enige keer dat de uitgang ooit "laag" zal worden, is als transistor Q3 wordt ingeschakeld, wat betekent dat transistor Q2 moet worden ingeschakeld (verzadigd), wat betekent dat geen van beide invoer R1-stroom kan omleiden van de basis van Q2.

De enige voorwaarde die aan deze eis voldoet, is wanneer beide ingangen "hoog" zijn (1):

NAND-poort

Door deze resultaten te verzamelen en in een waarheidstabel te zetten, zien we dat het patroon overeenkomt met dat van de NAND-poort:

In het eerdere gedeelte over NAND-poorten is dit type poort gemaakt door een EN-poort te nemen en de complexiteit ervan te vergroten door een omvormer (NIET-poort) aan de uitgang toe te voegen. Wanneer we echter dit circuit onderzoeken, zien we dat de NAND-functie eigenlijk de eenvoudigste, meest natuurlijke modus is voor dit TTL-ontwerp.

Om een ​​AND-functie te maken met behulp van TTL-circuits, moeten we verhogen de complexiteit van dit circuit door een invertertrap aan de uitgang toe te voegen, net zoals we een extra transistortrap aan het TTL-invertercircuit moesten toevoegen om er een buffer van te maken:

EN-poort

De waarheidstabel en het equivalente poortcircuit (een NAND-poort met omgekeerde uitgang) worden hier getoond:

Natuurlijk kunnen zowel NAND- als EN-poortcircuits worden ontworpen met totempaaluitgangstrappen in plaats van open-collector. Ik kies ervoor om de open-collector-versies te tonen omwille van de eenvoud.

BEOORDELING:

• Een TTL NAND-poort kan worden gemaakt door een TTL-invertercircuit te nemen en een andere ingang toe te voegen.
• Een EN-poort kan worden gemaakt door een invertertrap toe te voegen aan de uitgang van het NAND-poortcircuit.

GERELATEERD WERKBLAD:

• TTL Logic Gates-werkblad