다이오드-트랜지스터 논리

Diode–transistor logic
「DTL」이 리다이렉트 됩니다.그 외의 사용법에 대해서는, 「DTL(동음이의)」를 참조해 주세요.

다이오드-트랜지스터 로직(DTL)은 트랜지스터-트랜지스터 로직의 직접 조상인 디지털 회로 클래스입니다.논리 게이트 기능(예를 들어 AND)은 다이오드 네트워크에 의해 수행되고 증폭 기능은 트랜지스터에 의해 수행되기 때문에(RTL 및 TTL과 대조적으로) 그렇게 불립니다.

실장

기본 2입력 DTL NAND 게이트의 개략도.R3, R4 및 V- 입력 DL 스테이지의 양의 출력 전압을 접지 아래로 이동합니다(저입력 전압에서 트랜지스터를 차단).

그림에 표시된 DTL 회로는 입력 다이오드 로직 스테이지(D1, D2 및 R1), 중간 레벨 시프트 스테이지(R3 및 R4) 및 출력 공통 이미터 앰프 스테이지(Q1 및 R2)의 3단계로 구성됩니다.입력 A와 B가 모두 높은 경우(논리 1, V+ 근방), 다이오드 D1과 D2는 역바이어스 됩니다.그러면 저항 R1 및 R3이 Q1(드라이브 Q1을 포화 상태로)을 켜기에 충분한 전류를 공급하고 R4에 필요한 전류도 공급합니다.Q1 베이스에는 약간의 양의 전압이 있습니다(VBE, 게르마늄은 약 0.3V, 실리콘은 0.6V).그러면 전원이 켜진 트랜지스터의 수집기 전류가 출력 Q를 낮춥니다(논리 0; VCE(sat), 일반적으로 1V 미만).어느 한쪽 또는 양쪽 입력이 낮은 경우 입력 다이오드 중 적어도 하나는 양극의 전압을 전도하여 약 2V 미만의 값으로 당깁니다.그런 다음 R3 및 R4는 Q1의 기본 전압을 음으로 만들고 결과적으로 Q1을 끄는 분압기 역할을 합니다. Q1의 수집기 전류는 기본적으로 0이므로 R2는 출력 전압 Q를 높이로 당깁니다(논리 1, V+ 근처).

디스크리트

IBM 1401(1959년 발표[1])은 [2]그림에 표시된 회로와 유사한 DTL 회로를 사용했습니다.IBM은 이 논리를 CTDL([3]Completed Transistor Diode Logic)이라고 불렀는데, CTDL은 서로 다른 전원 전압으로 작동하는 NPN과 PNP 기반의 게이트를 번갈아 사용함으로써 레벨 시프트 스테이지(R3, R4)를 피했다.NPN 기반 회로는 +6V와 -6V를 사용하고 트랜지스터는 -6V에 가깝게 전환되며 PNP 기반 회로는 0V와 -12V를 사용하며 트랜지스터는 0V에 가깝게 전환됩니다.예를 들어 PNP 게이트에 의해 구동되는 NPN 게이트에서는 0V ~ -12V 범위의 중간에서 임계값 전압이 -6V로 표시됩니다.마찬가지로 6V ~ -6V 범위에 의해 구동되는 0V에서의 PNP 게이트 스위칭도 마찬가지입니다.1401은 기본 [4]게이트에 게르마늄 트랜지스터와 다이오드를 사용했습니다.1401은 또한 [4][5]R2와 직렬로 인덕터를 추가했습니다.물리적 패키징에는 IBM Standard Modular System이 사용되었습니다.

통합된

DTL 게이트의 집적회로 버전에서 R3은 직렬로 연결된 2개의 레벨 시프트 다이오드로 대체된다.또, R4의 바닥은 접지에 접속되어 다이오드에 바이어스 전류를 공급하고, 트랜지스터 베이스에 방전 경로를 제공한다.그 결과 집적회로는 1개의 전원전압으로 [6][7][8]동작합니다.

1962년 Signetics는 최초의 대용량 DTL 칩인 SE100 시리즈 제품군을 발표했습니다.1964년 Fairchild는 노이즈 내성, 다이 소형, 저비용의 930 시리즈 DTμL 마이크로로직 패밀리를 출시했습니다.DTL 제품군은 상업적으로 가장 성공적이었으며 다른 IC [9][10]제조업체에 의해 모방되었다.

속도 향상

집적회로 없이 이산 트랜지스터, 다이오드 및 저항만으로 만들어진 디지털 시계.이 클럭은 550개의 스위칭 다이오드와 196개의 트랜지스터를 사용하여 60Hz 전원 라인 주파수를 초당 1펄스로 나누고 시간, 분 및 초의 표시를 제공합니다.

DTL 전파 지연은 비교적 큽니다.모든 입력이 높으면 트랜지스터가 포화 상태가 되면 베이스 영역에 전하가 저장됩니다.포화 상태를 벗어나면(입력 하나가 낮음) 이 전하를 제거해야 하며 전파 시간을 지배합니다.

DTL 속도를 높이는 방법 중 하나는 R3에 작은 "속도 업" 캐패시터를 추가하는 것입니다.캐패시터는 저장된 기본 전하를 제거하여 트랜지스터를 끄는 데 도움이 되며, 캐패시터는 초기 기본 [11]드라이브를 증가시켜 트랜지스터를 켜는 데에도 도움이 됩니다.

DTL 속도를 높이는 또 다른 방법은 스위칭 트랜지스터의 포화 상태를 방지하는 것입니다.그건 베이커 클램프로 할 수 있어요.베이커 클램프는 1956년 기술 보고서 "Maximum Efficiency Switching Circuits"[12]에서 기술한 리처드 H. 베이커의 이름을 딴 것이다.

1964년 제임스 R. 비어드는 숏키 트랜지스터에 [13]대한 특허를 신청했다.숏키 다이오드는 컬렉터 베이스 트랜지스터 접합부의 전방 바이어스를 최소화함으로써 트랜지스터가 포화되는 것을 방지하여 마이너 캐리어 주입을 무시할 수 있는 양으로 줄였다.다이오드는 또한 동일한 다이에 통합될 수 있고, 컴팩트한 레이아웃을 가지고 있으며, 마이너 캐리어 전하 저장 장치가 없으며, 기존 접합 다이오드보다 더 빨랐다.그의 특허는 또한 숏키 트랜지스터가 어떻게 DTL 회로에 사용되고 숏키-TTL과 같은 다른 포화 논리 설계의 스위칭 속도를 낮은 비용으로 향상시킬 수 있는지를 보여주었다.

인터페이스 고려 사항

이전의 저항-트랜지스터 로직보다 큰 장점은 팬인 증가입니다.또한 팬아웃을 증가시키기 위해 추가 트랜지스터 및 다이오드를 사용할 [14]수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 컴퓨터 터미널리
  2. ^ IBM 1401은 전류 모드 로직을 사용했을 수도 있습니다.
  3. ^ IBM 1960, 페이지 6
  4. ^ a b IBM 1401 로직 2009-06-28 Wayback Machine Retrived에서 2010-08-09 로직 보관.
  5. ^ IBM (1960). Customer Engineering Manual of Instruction: Transistor Component Circuits (PDF). IBM. Form 223-688 (5M-11R-156). Retrieved 2012-04-24.
  6. ^ 188페이지에 저항기가 하나 이상의 다이오드로 교체되었다고 나와 있습니다Delham, Louis A. (1968), Design and Application of Transistor Switching Circuits, Texas Instruments Electronics Series, McGraw-Hill. 그림 10-43은 2개의 다이오드를 보여줍니다. Schulz 1962를 인용합니다.
  7. ^ Schulz, D. (August 1962), "A High Speed Diode Coupled NOR Gate", Solid State Design, 1 (8): 52, OCLC 11579670
  8. ^ ASIC 세계: 다이오드 트랜지스터 로직
  9. ^ 1963년: 표준 논리 IC 패밀리 소개; 컴퓨터 역사 박물관.
  10. ^ 일체형 집적회로의 역사, Andrew Wylie.
  11. ^ 32페이지에는 다음과 같이 기술되어 있습니다Roehr, William D., ed. (1963), High-Speed Switching Transistor Handbook, Motorola, Inc..「입력 신호가 변화하면, 캐패시터의 전하가 트랜지스터의 베이스에 강제됩니다.이 충전은 트랜지스터 저장 전하를 효과적으로 상쇄하여 저장 시간을 단축할 수 있습니다.이 방법은 이전 단계의 출력 임피던스가 낮아 트랜지스터로 들어가는 피크 역전류가 높을 경우 매우 효과적입니다."
  12. ^ Baker, R. H. (1956), "Maximum Efficiency Switching Circuits", MIT Lincoln Laboratory Report TR-110, archived from the original on September 25, 2015
  13. ^ *US 3463975, Biard, James R., 1964년 12월 31일 발행, 1969년 8월 26일 발행
  14. ^ Millman, Jacob (1979). Microelectronics Digital and Analog Circuits and Systems. New York: McGraw-Hill Book Company. pp. 141–143. ISBN 0-07-042327-X.

추가 정보

외부 링크