Wat is diode-transistorlogica?
Diode-transistorlogica verwijst naar een specifieke circuitklasse die in moderne digitale elektronica wordt gebruikt om elektrische signalen te verwerken. De constructie van deze circuits maakt gebruik van bipolaire junctietransistors, halfgeleiderdiodes en weerstanden. Een diode-transistor logisch circuit gebruikt zijn diodes om logische functies uit te voeren en een transistor om versterkingsfuncties uit te voeren. Dit in tegenstelling tot logische schakelingen van weerstand-transistor, de voorloper van diode-transistorlogica, die bipolaire junctietransistoren en weerstanden gebruiken voor zowel de logische als versterkingsfuncties.
Digitale logische circuits, poorten genoemd, voeren functies uit op elektrische signalen, zoals optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. Een EN-poort kan bijvoorbeeld twee ingangen hebben, genummerd één en twee, en één uitgang. Wanneer een signaal hoog is op zowel ingang één als ingang twee, zal de poort een hoog signaal verzenden vanaf zijn uitgang. Ingenieurs noemen deze logische circuits omdat ze logisch en voorspelbaar werken in reactie op verschillende invoercombinaties.
In het voorbeeld van een EN-poort kan deze alleen op een bepaald aantal manieren reageren op elke combinatie van ingangen. Potentiële antwoorden voor logische poorten worden vaak vermeld als een eenvoudige set wiskundige formules. De mogelijke responsen voor een EN-poort met twee ingangen, waarbij de eerste term één is, de tweede term twee is en de som de uitgang van de poort is, zijn als volgt: 0 + 0 = 0, 1 + 0 = 0, 0 + 1 = 0 en 1 + 1 = 1. Logische poorten zijn er in vele andere typen, waaronder NAND-, OR- en NOR-poorten. Elk van deze logische poorten biedt een andere set logische functies die, wanneer gecombineerd, elke combinatie van wiskundige uitvoeringen op elke combinatie van elektrische signaalingangen kunnen uitvoeren.
De eerste logische functies in de elektronica werden uitgevoerd via handmatige schakelaars, waarbij een bepaalde schakelaar zou worden omgedraaid om een uitgang te leveren wanneer de operator zag dat de vereiste signalen waren verstrekt - meestal aangegeven door een reeks lichten. Later werden deze functies geautomatiseerd met elektronische relais. Deze apparaten waren groot en traag en leden aan menselijke fouten en mechanische storingen.
Met de komst van de transistor in vaste toestand, een apparaat dat natuurlijk twee ingangen nodig heeft om een uitgang te leveren, werden poortfuncties sneller en betrouwbaarder, en de eerste echte digitale logische circuits werden gebouwd, met het gebruik van weerstanden die weerstand-transistorlogica creëren (RTL) technologie. Naarmate de technologie vorderde, werd beseft dat het gebruik van halfgeleiderdiodes in plaats van de weerstanden niet alleen de operationele snelheid van de logische poorten zou verhogen, maar ook een grotere fan-in mogelijk zou maken, wat in eenvoudige termen betekent dat de poorten meer dan twee konden hebben ingangen. Zo ontstond de diode-transistor logic technology (DTL), die de standaard werd voor logische poorten.
Naarmate de transistortechnologie groeide, kwamen nieuwe apparaten, zoals veldeffecttransistors, beschikbaar voor ingenieurs. Deze apparaten zijn sneller en kleiner en verbruiken minder stroom dan de transistors die worden gebruikt in logische circuits met diode-transistor. Met behulp van veldeffecttransistors in plaats van de DTL-diodes werken de resulterende logische poorten veel sneller en kunnen ze meerdere uitgangen hebben. Als gevolg hiervan heeft deze nieuwere transistor-transistor logische technologie, genaamd TTL, op grote schaal DTL vervangen en is deze de nieuwe standaard in de logische poortconstructie.