Транзисторно-транзисторна логіка: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Немає опису редагування |
Yuriz (обговорення | внесок) Що це за шкільний твір?? :-/ |
||
| (Не показані 8 проміжних версій 3 користувачів) | |||
Рядок 1:
[[Файл:TI SN7400N.jpg|thumb|SN7400N]]
'''[[ТТЛ|Транзисторно]]-транзисторна логіка''' ('''ТТЛ''', {{lang-en|'''t'''ransistor-'''t'''ransistor '''l'''ogic}} — [[транзистор]]-транзисторна логіка) — перша широко поширена [[технологія]] виготовлення [[Напівпровідники|напівпровідникових]] [[інтегральна схема|інтегральних схем]]. Свою назву технологія отримала через те, що транзистори використовуються як для виконання логічних функцій (наприклад, І, АБО), так і для інвертування та посилення вихідного сигналу (на відміну від [[РТЛ|резисторно-транзисторної]] і [[ДТЛ|діодно-транзисторної]] логіки).
Найпростіший ([[Логічний вентиль|базовий елемент]]) ТТЛ виконує логічну операцію І-НЕ і за схемотехнічним рішенням є подібним до [[ДТЛ]] елементу, але за рахунок використання багатоемітерного транзистора має кращу швидкодію, менше енергоспоживання і є більш технологічним.
Рядок 9:
ТТЛ стала популярною серед розробників електронних систем після того, як в 1965 році фірма [[Texas Instruments]] представила серію інтегральних мікросхем [[Мікросхеми серії 74xx|74xx]], хоча фірма Texas Instruments і не була першою, хто почав випуск ТТЛ мікросхем (дещо раніше його почали фірми Sylvania і Transitron). Тим не менш промисловим стандартом стала саме серія [[Мікросхеми серії 74xx|74xx]] фірми Texas Instruments, що значною мірою пояснюється великими виробничими потужностями фірми Texas Instruments, широкою номенклатурою мікросхем, а також її зусиллями по просуванню серії [[Мікросхеми серії 74xx|74xx]].
Оскільки біполярні інтегральні ІМС серії [[Мікросхеми серії 74xx|74xx]] фірми Texas Instruments стали найбільш поширеними, їх функціонально і параметрично повторює продукція інших фірм ([[Advanced Micro Devices]], серія 90/9N/9L/9H/9S Fairchild, Harris, Intel, Intersil, [[Motorola]], National, частково К155 виробництва СРСР тощо)<ref>Соломатин Н.
== Принцип дії базового логічного елемента ТТЛ ==
[[Файл:7400 Circuit.svg|міні|Схема двовходового ТТЛ-елемента 2І-НЕ]]
Базовий логічний елемент ТТЛ<ref>Шило В. Л.
'''Перший випадок.''' [[Напруга]] на одному із входів представляє низький рівень (наприклад, U<sub>1</sub> = 0 В). У цьому випадку перший емітер транзистора V<sub>1</sub> з'єднується з негативним виводом [[Джерело живлення|джерела живлення]] (т.
'''Другий випадок.''' На обидва входи схеми подано високий потенціал (U<sub>1</sub> = U<sub>2</sub> = 5 В). На базі та емітері транзистора V<sub>1</sub> однаково високі потенціали, тому транзистор закритий. Але при цьому перехід база-колектор транзистора виявляється зміщеним у прямому напрямі, він відкривається (як звичайний діод) і пропускає струм від джерела живлення +5 В через резистор R<sub>1</sub> на базу транзистора V<sub>2</sub>, який також відкривається. Колекторний струм V<sub>2</sub> створює базовий струм V<sub>4</sub> і відкриває його. Своїм переходом колектор-емітер V<sub>4</sub> замикає на
Таким чином, базовий логічний елемент ТТЛ виконує [[І-НЕ (логічний вентиль)|
{| class="wikitable" style="text-align:center"
Рядок 36:
|}
== Транзисторно-транзисторна логіка з діодами Шотткі (ТТЛШ) ==
У ТТЛШ використовуються транзистори Шотткі, в яких бар'єр Шотткі не дозволяє транзистору увійти в режим насичення в результаті чого дифузійна ємність мала і затримки перемикання малі, а швидкодія висока.
ТТЛШ-логіка відрізняється від ТТЛ наявністю [[діод Шотткі|діодів Шотткі]] в колах база
==
Характеристики та параметри мікросхем пам'яті на основі ТТЛ технології можуть варіюватися в залежності від конкретної моделі та виробника. Однак, наступні характеристики та параметри є загальними для більшості мікросхем пам'яті на основі ТТЛ:
Рядок 98:
У цілому, мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології мають свої переваги та недоліки, і їх використання залежить від конкретної задачі та умов застосування.
==
Мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології відносно прості у використанні та мають високу надійність. Вони можуть зберігати інформацію, використовуючи дві стабільних стани (1 і 0) у вигляді електричних сигналів. Кожен елемент пам'яті складається з декількох транзисторів та конденсаторів, які використовуються для зберігання бітів інформації.
Рядок 133:
У цілому, хоча ТТЛ-мікросхеми поступово витісняються з ринку більш сучасними технологіями, вони все ще мають важливе значення для багатьох застосувань та залишаються важливим елементом електронної індустрії.
Мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології були одними з перших типів мікросхем пам'яті, які були виготовлені в масштабному виробництві. ТТЛ є скороченням від транзисторної технології з логікою, що використовує транзистори та резистори для створення логічних елементів.
Однією з найпоширеніших форм ТТЛ мікросхем пам'яті є мікросхеми на 6 транзисторах (6T). Ці мікросхеми використовують 6 транзисторів для зберігання одного біту інформації. Кожен біт зберігається в капацитивному елементі, який заряджається або розряджається для представлення значення біту.
ТТЛ мікросхеми пам'яті використовуються в широкому спектрі пристроїв, таких як мікроконтролери, комп'ютери та інші електронні пристрої. Вони застосовуються для зберігання програм та даних, які використовуються пристроєм, та для зберігання налаштувань пристрою.
Однак, оскільки ТТЛ мікросхеми пам'яті мають деякі обмеження, вони були замінені більш продуктивними технологіями, такими як DRAM, SRAM та NAND-пам'ять. DRAM та SRAM мають більшу ємність та швидкість, ніж ТТЛ мікросхеми пам'яті, тоді як NAND-пам'ять має більшу ємність, але меншу швидкість.
Узагалі, використання ТТЛ мікросхем пам'яті на сьогоднішній день обмежується застосуванням в застарілих електронних пристроях та економічно обмежених застосуваннях. Однак, вони все ще можуть бути корисними для простих електронних пристроїв, які не потребують великої кількості пам'яті або високої швидкості доступу до неї.
Однією з переваг ТТЛ мікросхем пам'яті є їх надійність. Вони мають просту конструкцію та не містять складних електронних компонентів, що знижує ризик виникнення несправностей. Крім того, вони споживають менше електроенергії порівняно з іншими типами мікросхем пам'яті.
Недоліками ТТЛ мікросхем пам'яті є обмежена ємність та повільна швидкість доступу до пам'яті. ТТЛ мікросхеми пам'яті також вимагають більше енергії для збереження даних, ніж сучасні альтернативи.
Усі ці фактори призводять до того, що ТТЛ мікросхеми пам'яті зазвичай використовуються в застарілих електронних пристроях, де не вимагається великої ємності пам'яті та високої швидкості доступу до неї.
У будь-якому випадку, як і в будь-якій області електроніки, розвиток технологій призводить до того, що старі технології замінюються новими та більш продуктивними. Однак, ТТЛ мікросхеми пам'яті залишаються важливим елементом в історії розвитку електронної технології і мають своє місце в історії комп'ютерів та електронних пристроїв.
ТТЛ мікросхеми пам'яті можуть бути використані для зберігання різних типів даних, включаючи текст, зображення та аудіофайли. Вони можуть також бути використані для зберігання кодів програм, що виконуються на комп'ютері.
== Опис застосування мікросхем пам'яті на основі ТТЛ технології ==
Мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології використовуються для зберігання та передачі цифрової інформації в електронних пристроях. Основними типами мікросхем пам'яті на основі ТТЛ технології є реєстри зсуву, лічильники, буфери та керуючі логічні пристрої.
Реєстри зсуву використовуються для зберігання даних та їх пересування в різних напрямках. Вони можуть бути використані для зберігання наявності даних на вхідному порту, для зберігання даних, що були переведені через канали передачі даних, або для зберігання даних, які ще не були оброблені в обчислювальній системі.
Лічильники використовуються для зберігання інформації про кількість подій, які відбулися в електронній системі, або для підрахунку часу від деякої події. Ці мікросхеми можуть бути використані для підрахунку кількості вхідних сигналів, реєстрації часу, що пройшов з моменту певної події, або для створення різних таймерів.
Буфери використовуються для зберігання даних перед їх передачею на іншу мікросхему або пристрій. Вони можуть бути використані для зберігання даних перед їх відправкою через канали передачі даних або для зберігання даних перед обробкою в обчислювальній системі.
Керуючі логічні пристрої використовуються для управління електронними пристроями, наприклад, для виконання деяких функцій при виникненні певних подій або для перевірки стану системи. Вони можуть бути використані для реалізації автоматичного управління в електронних пристроях, таких як системи освітлення, підігріву, охолодження та інші.
Усі ці мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології забезпечують надійне зберігання даних і можуть працювати з великою швидкістю. Вони можуть бути використані в багатьох різних електронних пристроях, таких як комп'ютери, телефони, автомобілі, системи контролю та управління, інформаційні табло та інші.
Крім того, мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології мають низьку споживану потужність, що робить їх економічним варіантом для зберігання даних в мобільних пристроях та інших пристроях з обмеженим енергоспоживанням.
Одним з основних недоліків мікросхем пам'яті на основі ТТЛ технології є їх обмежена ємність. Тому при проектуванні електронних пристроїв і систем, що потребують більшої ємності пам'яті, можуть використовуватися інші технології, такі як CMOS технологія.
Загалом, мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології є важливою складовою електронної індустрії і забезпечують надійне зберігання та передачу цифрової інформації в багатьох різних застосуваннях.
== Виготовлення прототипу мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології ==
Виготовлення прототипу мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології може бути складним та часомірним процесом. Нижче наведено загальний план виготовлення прототипу мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології:
# Розроблення схеми пам'яті: перш за все, необхідно розробити схему пам'яті, яка буде забезпечувати зберігання та передачу інформації. Схему можна розробити за допомогою спеціального програмного забезпечення для схемотехніки.
# Розроблення масок: після розробки схеми пам'яті необхідно розробити маски, які будуть використовуватися для нанесення різних шарів на підложку. Маски можна розробити за допомогою програмного забезпечення для маскотехніки.
# Виготовлення підложки: на цій стадії проводять виготовлення підложки для мікросхеми, що зазвичай виготовляється з кремнію.
# Нанесення шарів: на підложку наносяться шари провідників, ізоляційних матеріалів, елементів пам'яті і транзисторів. Шари можуть бути нанесені за допомогою різних технологій, таких як освітлювальна літографія.
# Виготовлення контактів: на цій стадії проводиться виготовлення контактів для з'єднання елементів пам'яті та транзисторів.
# Тестування: після виготовлення мікросхеми проводиться тестування для перевірки її працездатності.
# Виправлення помилок: якщо в результаті тестування виявлені помилки, необхідно внести зміни в маски та виготовити нову мікросхему.
# Збірка: на останній стадії проводиться збірка мікросхем . На останній стадії проводиться збірка мікросхеми, включаючи з'єднання з відповідними контактами та випробування в різних режимах роботи. Загалом, виготовлення прототипу мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології може зайняти від кількох тижнів до кількох місяців залежно від розміру та складності мікросхеми, а також від доступності необхідного обладнання та технологій. Найбільш сучасні технології виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології можуть використовувати нанометрові розміри елементів, що забезпечує високу щільність та швидкодію мікросхем. Загальний процес виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології можна розділити на декілька основних етапів:
## Проектування — цей етап включає в себе проектування схеми мікросхеми, визначення розмірів та локалізації елементів, а також визначення характеристик елементів, що використовуються в мікросхемі.
## Виготовлення підложки — на цьому етапі створюється основа мікросхеми, яка виконує роль носія для всіх елементів. Підложка зазвичай виготовляється з кристалічного кремнію, але також можуть використовуватися інші матеріали, наприклад, галій-арсенід.
## Нанесення масок — на підложку наносяться спеціальні маски, що визначають місця для нанесення різних шарів провідників та ізоляторів. Використання масок дозволяє вирішити проблему точності розміщення елементів на підложці.
## Нанесення шарів провідників та ізоляторів — на підложку наносяться шари провідників та ізоляторів. Провідники використовуються для створення з'єднань між елементами, а ізолятори — для розділення провідників від інших елементів. Шари провідників та ізоляторів можуть бути виготовлені за допомогою різних технологій, наприклад, за допомогою процесів напилення або вакуумного напилення.
## Фотолітографія — цей етап включає в себе нанесення фоточутливого шару на підложку та використання спеціальних масок для вирізання різних шарів провідників та ізоляторів.
## Нанесення елементів — на підложку наносяться елементи, такі як транзистори, конденсатори, резистори та інші, які використовуються в мікросхемі. Елементи можуть бути виготовлені з різних матеріалів, наприклад, полісилікатного скла, оксиду алюмінію, оксиду кремнію та інших.
## Проведення тестування — після завершення виготовлення мікросхеми проводяться різні тести для перевірки її роботоздатності та якості. Тести можуть включати в себе вимірювання електричних параметрів, перевірку на відсутність дефектів та інші.
## Упаковка — на цьому етапі мікросхема упаковується в спеціальну оболонку, яка забезпечує захист від механічних пошкоджень та впливу навколишнього середовища. Оболонка може бути виготовлена з пластику, кераміки, металу та інших матеріалів. Це загальний процес виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології, але кожен виробник може мати свої власні технології та процеси виготовлення. Важливо враховувати, що виготовлення мікросхем є складним технологічним процесом, який вимагає високої точності та чутливості до деталей, тому ціна на мікросхеми може бути досить високою. У процесі виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології, крім того, можуть використовуватися різні методи виготовлення, такі як травлення, нанесення шарів, фотолітографія та інші. Наприклад, метод фотолітографії дозволяє виготовляти дуже точні деталі та шари на мікросхемі шляхом використання світлочутливої смоли та відбиття світла. Крім того, в процесі виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології можуть використовуватися різні методи підвищення продуктивності та ефективності виробництва, такі як використання роботів, автоматизованих ліній виробництва, вакуумних камер та інших.
В цілому, виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології є досить складним процесом, який вимагає високої технічної компетентності та професійності виробників. Проте, завдяки цьому технологічному процесу, мікросхеми на основі ТТЛ технології можуть забезпечувати швидкість та точність роботи, яка є важливою для багатьох застосувань, наприклад, в електроніці, комп'ютерах, автомобілях, телекомунікаціях та інших галузях.
== Технологічні процеси та матеріали, що використовуються для мікросхем пам'яті на основі ТТЛ ==
Мікросхеми пам'яті на основі ТТЛ технології виготовляються за допомогою технологічних процесів, що включають у себе різні етапи виготовлення, такі як фотолітографію, напилення тонких плівок, дифузію, іонну імплантацію та інші.
Основним матеріалом, що використовується для виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології, є кремній. Кремнієві пластины зазвичай вирізаються зі вторинних ресурсів, таких як підібрані з кристалізованих відходів виробництва або повторно використовані застарілі пластины.
Для формування мікросхеми на кремнієвій пластині застосовуються різні матеріали, такі як метали, напівпровідники та ізолятори. Наприклад, метали, такі як алюміній або титан, використовуються як провідники для створення контактів та міжзв'язків між різними елементами мікросхеми. Напівпровідники, такі як доповані кремнієм області, використовуються для створення транзисторів та інших елементів мікросхеми.
Щоб захистити мікросхему від зовнішніх факторів, таких як вологість та корозія, використовуються ізоляційні матеріали, наприклад, оксид кремнію або нітрид кремнію.
Також для виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології використовуються спеціальні хімічні розчини, які застосовуються під час фотолітографії та в інших етапах технологічного процесу.
Отже, для виготовлення мікросхем на основі ТТЛ технології використовуються також і різні матеріали, які забезпечують необхідні фізичні та електричні властивості. Наприклад, для створення транзисторів використовують дотуючі матеріали, такі як бор, галій або індій, що дозволяє змінювати провідність матеріалу. Для створення контактів між компонентами використовуються метали, наприклад, золото, алюміній та титан. Для створення ізоляційного шару, що розділяє провідні елементи, використовують оксид кремнію або нітрид кремнію. Окрім того, для виготовлення мікросхем пам'яті на основі ТТЛ технології використовуються різні технологічні процеси, які дозволяють створювати елементи на дуже малих розмірах. Один з таких процесів — фотолітографія, яка полягає в тому, що на поверхню чистої кремнієвої пластини наноситься фоточутливий шар, а потім на нього під дією світла наноситься маска, що визначає контури елементів. Далі пластина піддається обробці, яка включає етапи етчінгу (видалення надлишкового матеріалу) та дотування (додавання необхідного дотуючого матеріалу). Також використовуються процеси відкладання металу, наприклад, вакуумного напилення або хімічного осадження.
Отже, для виготовлення мікросхем пам'яті на основі ТТЛ технології використовуються різні матеріали та технологічні процеси, які дозволяють створювати складні елементи на дуже малих розмірах. Всі ці елементи потім збираються в мікросхему, яка може зберігати та обробляти інформацію з високою швидкістю та точністю.
== Джерела ==
{{reflist}}
[[Категорія:Логічні елементи]]
| |||