4-2. СХЕМЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ И ЛАМПАХ С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ

Будем рассматривать плоскостные транзисторы типа p-n-p с управлением по базе (рис. 4-1).

Выберем следующую систему аналогий; запирающее значение входного сигнала—1; отпирающее значение входного сигнала — 0.

Следует отметить, что запирающее напряжение положительно по отношению к эмиттеру.

Рис. 4-1.

Рис. 4-2.

Такой транзистор реализует функцию отрицания. Функция дизъюнкции может быть получена путем параллельного включения транзисторов, как это изображено на рис. 4-2.

На рис. дана схема, с помощью которой можно получать одновременно утверждение и отрицание переменной на транзисторах типа p-n-p. На рис. 4-3,а показано получение с помощью схемы, состоящей из двух транзисторов типа n-p-n. В этих схемах на базу левого транзистора подается либо либо Например, если подано то на рис. левый транзистор запирается (подана единица), а правый открыт.

При подаче на вход левого транзистора сигнала — этот транзистор отпирается, а правый запирается, так

как на его эмиттере потенциал будет ниже, чем на его базе. На транзисторах можно получить функции Шеффера и Вебба. На рис. 4-4,а показана схема на двух транзисторах типа p-n-p, дающая реализацию функции Шеффера, а на рис. 4-4, б - схема на двух транзисторах типа n-p-n, реализующая функцию Вебба.

Рис. 4-3.

Рис. 4-4.

Необходимо отметить, что практические схемы, реализующие функции Шеффера и Вебба, весьма часто допускают не два, а несколько входных аргументов.

Весьма удобными для использования в различных логических схемах оказались лампы с холодным катодом. Схемы, построенные на этих лампах, дешевы, надежны, потребляют ничтожную мощность. Для возникновения тлеющего разряда в таких лампах необходима некоторая, вполне определенная величина напряжения зажигания. Как правило, такие лампы выполняются в виде тетродов с раздельным управлением по обеим сеткам. На рис. 4-5 схематически показано

осуществление основных логических функций на таких лампах. совпадают с потенциалом на сетках тетрода с холодным катодом. Заштрихованная область является областью возникновения тлеющего разряда в лампе. На рис. 4-5,а показано осуществление конъюнкции: для зажигания лампы необходимо появление обоих входных напряжений.

Рис. 4-5.

Рис. 4-6.

На рис. 4-5, б дано изображение работы ламп при выполнении операций дизъюнкции. Через лампу начинает протекать ток при подаче любого из напряжений или На рис. 4-5, в показана схема работы тетрода в режиме отрицания, вспомогательное напряжение при этом подается раньше входного напряжения На рис. 4-6,а показана схема элемента дизъюнкции на несколько входов. При этом число аргументов может быть достаточно велико. Например, при использовании лампы в триодном режиме число входов может достигать пятидесяти. При тетродном режиме практически допустима дизъюнкция лишь трех аргументов. На рис. 4-6, б изображена схема, реализующая конъюнкцию.

В системе аналогий, сопоставляющей проводящей лампе нуль, с помощью подобных схем можно реализовать функции Шеффера и Вебба.

Подведем некоторые итоги. Как мы видели, при реализации схем с помощью транзистора и ламп с холодным катодом наиболее просто реализуются функции отрицания, дизъюнкции и функции Шеффера и Вебба. Реализация конъюнкции не всегда удобна.

Рис. 4-7.

Рис. 4-8.

Подчеркнем, что при использовании транзисторов и ламп с холодным катодом допустимы многовходовые элементы, позволяющие реализовать логические функции от многих аргументов. Эти особенности должны учитываться при синтезе соответствующих схем. Например, при реализации функции

выгодно преобразовать ее к виду

После этого реализация станет более простой. Можно указать на выбор некоторой другой системы аналогий, при которой транзисторные схемы становятся схемами, работающими в базисе Рассмотрим плоскостной транзистор типа p-n-p, показанный на рис. 4-7. Выберем следующую систему аналогий:

запирающее входное напряжение — 0;

отпирающее входное напряжение — 1,

При этом отпирающий потенциал отрицателен по отношению к эмиттеру. Подберем параметры схемы так, чтобы базовый ток всегда был меньше тока в цепи коллектор — эмиттер. В этом случае транзистор работает аналогично замыкающему контакту реле. На рис. 4-8 показана реализация на таких транзисторах операций конъюнкции и дизъюнкции.

Синтез логических схем, использующих только транзисторы, пока не нашел широкого применения. Более экономичными являются схемы, в которых наряду с транзисторами используются вентильные и магнитные элементы. Логика синтеза схем на подобных элементах будет рассмотрена в последующих параграфах.