Co je logika diodového tranzistoru?

Logika diodového tranzistoru označuje konkrétní třídu obvodů používaných v moderní digitální elektronice pro zpracování elektrických signálů. Konstrukce těchto obvodů využívá bipolární tranzistory, polovodičové diody a rezistory. Logický obvod diody-tranzistor používá své diody k provádění logických funkcí a tranzistor k provádění funkcí zesílení. To je na rozdíl od logických obvodů rezistor-tranzistor, předchůdce logiky diodového tranzistoru, které používají bipolární tranzistory a rezistory jak pro logickou, tak pro amplifikační funkce.

Digitální logické obvody, nazývané brány, vykonávají funkce elektrických signálů, jako je sčítání, odčítání, násobení a dělení. Například brána AND může mít dva vstupy, číslované jeden a dva a jeden výstup. Je-li signál vysoký jak na vstupu jeden, tak na vstupu dva, brána vyšle vysoký signál ze svého výstupu. Inženýři nazývají tyto logické obvody, protože jednají logicky a předvídatelně v reakci na různé kombinace vstupů.

V příkladu brány AND může na libovolnou kombinaci vstupů reagovat pouze určitým počtem způsobů. Potenciální odezvy pro logické brány jsou často uvedeny jako jednoduchá sada matematických vzorců. Možné odezvy pro vstup se dvěma vstupy AND, přičemž první člen je vstupem jeden, druhý člen je vstupem dva a suma je výstupem brány, jsou následující: 0 + 0 = 0, 1 + 0 = 0, 0 + 1 = 0 a 1 + 1 = 1. Logická vrata přicházejí v mnoha jiných typech, včetně bran NAND, OR a NOR. Každá z těchto logických bran poskytuje jinou sadu logických funkcí, které, pokud jsou kombinovány, mohou provádět jakoukoli kombinaci matematických provedení na libovolné kombinaci vstupů elektrického signálu.

První logické funkce v elektronice byly prováděny pomocí ručních přepínačů, kde by daný přepínač byl převrácen, aby poskytoval výstup, když obsluha uvidí požadované signály - obvykle indikované řadou světel. Později byly tyto funkce automatizovány pomocí elektronických relé. Tato zařízení byla velká a pomalá a trpěla lidskou chybou a mechanickým selháním.

S příchodem polovodičového tranzistoru, zařízení, které přirozeně vyžaduje dva vstupy, aby poskytovaly výstup, se funkce hradlování staly rychlejšími a spolehlivějšími a byly vytvořeny první skutečné digitální logické obvody s použitím rezistorů vytvářejících rezistorově-tranzistorovou logiku (RTL) technologie. Jak technologie pokročila, bylo zjištěno, že použití polovodičových diod namísto rezistorů by nejen zvýšilo provozní rychlost logických bran, ale také by umožnilo větší větrání, což v nejjednodušších podmínkách znamená, že brány mohou mít více než dvě vstupy. Vznikla tak diodově-tranzistorová logická technologie (DTL), která se stala standardem pro logické brány.

Jak rostla tranzistorová technologie, inženýři dostali k dispozici nová zařízení, jako jsou tranzistory s efektem pole. Tato zařízení jsou rychlejší a menší a spotřebovávají méně energie než tranzistory používané v logických obvodech s diodovými tranzistory. Při použití tranzistorů s polním efektem namísto DTL diod, výsledné logické brány pracují mnohem rychleji a mohou mít více výstupů. Výsledkem je, že tato novější technologie tranzistor-tranzistorová logika, nazývaná TTL, široce nahradila DTL a je novým standardem v konstrukci logických bran.