Was ist Dioden-Transistor-Logik?
Die Dioden-Transistor-Logik bezieht sich auf eine bestimmte Klasse von Schaltkreisen, die in der modernen digitalen Elektronik zur Verarbeitung elektrischer Signale verwendet werden. Der Aufbau dieser Schaltungen verwendet Bipolartransistoren, Halbleiterdioden und Widerstände. Eine Dioden-Transistor-Logikschaltung verwendet ihre Dioden, um Logikfunktionen auszuführen, und einen Transistor, um Verstärkungsfunktionen auszuführen. Dies steht im Gegensatz zu Widerstandstransistor-Logikschaltungen, die Vorgänger der Dioden-Transistor-Logik sind und für die Logik- und Verstärkungsfunktionen Bipolartransistoren und -widerstände verwenden.
Digitale Logikschaltungen, sogenannte Gatter, führen Funktionen an elektrischen Signalen aus, wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division. Ein UND-Gatter kann beispielsweise zwei Eingänge haben, die mit eins und zwei nummeriert sind, und einen Ausgang. Wenn ein Signal sowohl an Eingang 1 als auch an Eingang 2 hoch ist, sendet das Gate ein hohes Signal von seinem Ausgang. Ingenieure nennen diese Logikschaltungen, weil sie logisch und vorhersehbar auf verschiedene Eingangskombinationen reagieren.
Im Beispiel eines UND-Gatters kann es nur auf eine bestimmte Anzahl von Wegen auf eine beliebige Kombination von Eingängen reagieren. Potenzielle Antworten für Logikgatter werden häufig als einfacher Satz mathematischer Formeln aufgeführt. Die möglichen Antworten für ein UND-Gatter mit zwei Eingängen, wobei der erste Term eins ist, der zweite Term zwei ist und die Summe der Ausgang des Gatters ist, sind wie folgt: 0 + 0 = 0, 1 + 0 = 0, 0 + 1 = 0 und 1 + 1 = 1. Es gibt viele andere Arten von Logikgattern, einschließlich NAND-, OR- und NOR-Gattern. Jedes dieser Logikgatter bietet einen anderen Satz von Logikfunktionen, die in Kombination eine beliebige Kombination von mathematischen Ausführungen für eine beliebige Kombination von elektrischen Signaleingängen ausführen können.
Die ersten logischen Funktionen in der Elektronik wurden über manuelle Schalter ausgeführt, wobei ein bestimmter Schalter umgelegt wurde, um eine Ausgabe zu liefern, wenn der Bediener die erforderlichen Signale gesehen hatte - normalerweise durch eine Reihe von Lichtern angezeigt. Später wurden diese Funktionen mit elektronischen Relais automatisiert. Diese Vorrichtungen waren groß und langsam und litten unter menschlichem Versagen und mechanischem Versagen.
Mit dem Aufkommen des Festkörpertransistors, der natürlich zwei Eingänge benötigt, um einen Ausgang bereitzustellen, wurden die Steuerfunktionen schneller und zuverlässiger, und die ersten echten digitalen Logikschaltungen wurden unter Verwendung von Widerständen aufgebaut, die eine Widerstandstransistorlogik erzeugen (RTL) Technologie. Mit fortschreitender Technologie wurde erkannt, dass die Verwendung von Halbleiterdioden anstelle der Widerstände nicht nur die Betriebsgeschwindigkeit der Logikgatter erhöht, sondern auch ein größeres Fan-In ermöglicht, was im einfachsten Sinne bedeutet, dass die Gatter mehr als zwei aufweisen könnten Eingänge. So entstand die Dioden-Transistor-Logik-Technologie (DTL), die zum Standard für Logikgatter wurde.
Mit dem Wachstum der Transistortechnologie standen den Ingenieuren neue Geräte wie Feldeffekttransistoren zur Verfügung. Diese Bauelemente sind schneller und kleiner und verbrauchen weniger Strom als die in Dioden-Transistor-Logikschaltungen verwendeten Transistoren. Bei Verwendung von Feldeffekttransistoren anstelle der DTL-Dioden arbeiten die resultierenden Logikgatter viel schneller und können mehrere Ausgänge haben. Infolgedessen hat diese neuere Transistor-Transistor-Logik-Technologie, TTL genannt, DTL weitgehend ersetzt und ist der neue Standard in der Logikgatterkonstruktion.