Logika kola ime se bavi digitalna elektronika osnovna logika kola tehnologije logikih kola kombinaciona logika kola univerzalni logiki elementi

ime se bavi digitalna elektronika? Digitalna elektronika se bavi digitalnim sistemima i digitalnim kolima.

Digitalni sistem i digitalna kola obrauju digitalne signale. Digitalni

signali nose informaciju o diskretizovanoj veliini.

Analogni signali ( Umin Umax; fminfmax )

Za signal koji je kontinualan po amplitudi u vremenu kae se da je

analogni signal.

Nosi informaciju o kontinualnoj veliini koja u nekom trenutku moe

imati bilo koju vrednost iz opsega.

Impulsni signali Impulsni signal je po teorijskoj definiciji signal koji ima trenutnu

promenu

Digitalni signali Digitalni binarni signal je impulsni signal koji u nekom vremenskom

trenutku-intervalu predstavlja informaciju koja ima jednu od dve

diskretne vrednosti.

Prednosti digitalnih signala

Imunost informacije na smetnje;

Laka realizacija kola za obradu i prenos digitalnih signala;

Laka realizacija kola za uvanje (memorisanje) informacija predstavljenih digitalnim signalima;

Mogunost regenerisanja digitalnih signala i informacija predstavljenih digitalnim signalima.

Osnovna logika kola

Logiki nivoi

Osnovna karakteristika digitalnih elektronskih kola su logiki nivoi

signala koji se pojavljuju na njihovim ulazima i izlazima. Binarna

logika podrazumeva dva stanja koja se nazivaju logikom jedinicom i

logikom nulom. U elektrinom smislu, to znai da se na ulazu/izlazu

kola mogu pojaviti samo dva signala, odnosno dva naponska nivoa.

Naponski nivo koji odgovara logikoj nuli naziva se nizak naponski

nivo VL, a onaj koji odgovara logikoj jedinici visok naponski nivo VH.

Impulsna pobuda kola

Prednja i zadnja ivica

tr je vreme porasta prednje ivice tf je vreme opadanja zadnje ivice

Realni impuls

Povorka periodinih impulsa

Povorka neperiodinih impulsa

Invertor

Tablica istinitosti i logika funkcija

Prenosna karakteristika

Margine uma odreuju granice

tolerancije invertora na promene

nivoa ulaznog signala, to znai da

je:

VOL Napon koji definie stanje

logike nule na izlazu;

VOH Napon koji definie stanje

logike jedinice na izlazu;

VIL Najvii napon za koji je ulaz

u stanju logike nule;

VIH Najnii napon za koji je ulaz

u stanju logike jedinice.

Prenosna karakteristika idealnog invertora je:

Propagaciono kanjenje

Disipacija snage

Predstavlja proizvod izmeu vrednosti napona napajanja VDD i srednje

vrednosti struje koja protie kroz kolo:

pri emu su IDL i IDH struje kada se izlaz invertora nalazi u stanju

logike nule i jedinice, respektivno.

Proizvod izmeu propagacionog kanjenja i disipacije snage SPP

(speed-power product) odreuje performanse logikog kola:

I i NI kolo

ILI i NILI kolo

Iskljuivo ILI i iskljuivo NILI kolo

Tehnologije logikih kola

CMOS i TTL kola CMOS logika kola TTL logika kola

CMOS (Complementary MOS)

DTL (Diode-Transistor Logic)

TTL (Transistor-Transistor Logic)

STTL (Schottky TTL)

ECL (Emitter-Coupled Logic)

BiCMOS (Bipolar-CMOS)

CMOS i TTL kola

CMOS logika kola se proizvode u verzijama sa sledeim

naponima napajanja:

5V 3.3V 2.5V 1.2V Logiki nivoi 5V CMOS kola: Logiki nivoi 3.3V CMOS kola:

Logiki nivoi TTL kola: Margine uma

Zavisnost disipacije

snage od uestanosti:

Fan-out

Broj opteretnih kola koja se mogu vezati na izlaz pobudnog kola bez

naruavanja njegovih performansi

Optereenje CMOS logikih kola

Optereenje TTL logikih kola:

CMOS logika kola

CMOS invertor CMOS NI kolo

CMOS NILI kolo

TTL logika kola

DTL NI kolo

Kada su viA i viB na nivou logike nule, diode DA i DB su direktno

polarisane preko otpornika R1 i izvora VCC. Ako je viA = viB =0.1V, tada

je v1 =0.8V. Diode D1 i D2 ne vode jer, da bi vodile, napon vB treba da

bude -0.6V, to nije mogue u kolu. Poto je vB = 0, tranzistor Q0 je

zakoen, pa je na izlazu logika jedinica, tj. napon VCC.

Kada su viA i viB na nivou jedinice (VCC), diode DA i DB ne vode.

Diode D1 i D2 su direktno polarisane preko otpornika R1 i izvora

VCC. Tranzistor Q0 je u zasienju (to se podeava otpornikom

RC), pa je na izlazu logika nula, tj. napon VCE(sat).

Otpornik RB naziva se pull-down otpornik i slui da ubrza

prelazak tranzistora iz zasienja u zakoenje, odvoenjem

nagomilanih manjinskih nosilaca iz baze. Ovaj otpornik

obezbeuje provodni put za inverznu struju baze. Nedostatak je

to, kada tranzistor vodi, ovaj otpornik smanjuje struju baze.

TTL invertor

Kada je ulaz na nivou logike jedinice, spoj BE tranzistora Q1 je

inverzno polarisan, a spoj BC je direktno polarisan. Struja tee preko

otpornika R1 i spoja BC tranzistora Q1 u bazu tranzistora Q2, vodei ga u

zasienje. Time je ukljuen tranzistor Q3, pa je na izlazu logika nula. U

isto vreme, napon na kolektoru tranzistora Q2 je dovoljno nizak da

tranzistor Q4 bude u zakoenju.

Dioda D1 slui da sprei pojavu naponskih premaenja prilikom promena

napona na ulazu i time titi tranzistor Q1. Dioda D2 obezbeuje da

tranzistor Q4 bude iskljuen.

Kada je ulaz na nivou logike

nule, spoj BE tranzistora Q1 je

direktno polarisan, a spoj BC

je inverzno polarisan. Struja

tee preko otpornika R1 i spoja

BE tranzistora Q1 prema ulazu,

tako da je tranzistor Q2

zakoen. Time je zakoen i

tranzistor Q3.

Napon na kolektoru tranzistora

Q2 je dovoljno visok da

tranzistor Q4 bude u zasienju,

pa je na izlazu logika jedinica.

Kombinaciona logika kola Osnovna kombinaciona logika kola

I-ILI kola

Direktna implementacija SOP (Sum Of Products) izraza

I-ILI-Invertovana kola

Implementacija POS (Product Of Sum) izraza

Iskljuivo ILI kola

Iskljuivo NILI kola

Univerzalni logiki elementi NI kolo kao univerzalni logiki element

NILI kolo kao univerzalni logiki element

NI logika

NI logika sa dualnim simbolima

Svi logiki dijagrami u NI logici treba da budu nacrtani tako da je svako

kolo predstavljeno ili NI simbolom ili ekvivalentnim negativnim ILI

simbolom.

NILI logika

NILI logika sa dualnim simbolima

Svi logiki dijagrami u NILI logici treba da budu nacrtani tako da je

svako kolo predstavljeno ili NILI simbolom ili ekvivalentnim negativnim

I simbolom.