Was ist Dioden-Transistor-Logik?

Dioden-Transistor-Logik bezieht sich auf eine bestimmte Klasse von Schaltungen, die in der modernen Digitalelektronik verwendet werden, um elektrische Signale zu verarbeiten. Der Aufbau dieser Schaltungen verwendet Bipolartransistoren, Halbleiterdioden und Widerstände. Eine Dioden-Transistor-Logikschaltung verwendet ihre Dioden zum Ausführen von Logikfunktionen und einen Transistor zum Ausführen von Verstärkungsfunktionen. Dies steht im Gegensatz zu Widerstands-Transistor-Logikschaltungen, dem Vorgänger der Dioden-Transistor-Logik, die bipolare Sperrschichttransistoren und Widerstände sowohl für die Logik- als auch für die Verstärkungsfunktionen verwenden.

Digitale Logikschaltungen, sogenannte Gatter, führen Funktionen an elektrischen Signalen aus, wie beispielsweise 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 eins als auch an Eingang zwei hoch ist, sendet das Gate ein hohes Signal von seinem Ausgang. Ingenieure nennen diese Logikschaltungen, weil sie als Reaktion auf verschiedene Eingangskombinationen logisch und vorhersehbar agieren.

Im Beispiel eines UND-Gatters kann es auf beliebige Kombinationen von Eingängen nur auf eine bestimmte Anzahl von Wegen reagieren. Potenzielle Antworten für Logikgatter werden oft als einfacher Satz mathematischer Formeln aufgeführt. Die möglichen Antworten für ein UND-Gatter mit zwei Eingängen, wobei der erste Term Eingang eins ist, der zweite Term Eingang 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. Logikgatter gibt es in vielen anderen Typen, einschließlich NAND-, ODER- und NOR-Gattern. Jedes dieser Logikgatter stellt einen anderen Satz logischer Funktionen bereit, die, wenn sie kombiniert werden, jede Kombination mathematischer Ausführungen an jeder Kombination von elektrischen Signaleingängen ausführen können.

Die ersten logischen Funktionen in der Elektronik wurden über manuelle Schalter ausgeführt, bei denen ein bestimmter Schalter umgelegt wurde, um einen Ausgang bereitzustellen, wenn der Bediener sah, dass die erforderlichen Signale bereitgestellt wurden – normalerweise angezeigt durch eine Reihe von Lichtern. Später wurden diese Funktionen mit elektronischen Relais automatisiert. Diese Geräte waren groß und langsam und litten unter menschlichen Fehlern und mechanischem Versagen.

Mit dem Aufkommen des Halbleitertransistors, einem Gerät, das natürlich zwei Eingänge benötigt, um einen Ausgang bereitzustellen, wurden die Gate-Funktionen schneller und zuverlässiger, und die ersten echten digitalen Logikschaltungen wurden mit Widerständen gebaut, die eine Widerstands-Transistor-Logik erzeugten (RTL)-Technologie. Mit fortschreitender Technologie wurde erkannt, dass die Verwendung von Halbleiterdioden anstelle der Widerstände nicht nur die Betriebsgeschwindigkeit der Logikgatter erhöhen würde, sondern auch ein stärkeres Fan-In ermöglichen würde, was im einfachsten Sinne bedeutet, dass die Gatter mehr als zwei . haben könnten Eingänge. Damit war die Dioden-Transistor-Logik-Technologie (DTL) geboren, die zum Standard für Logikgatter wurde.

Als die Transistortechnologie wuchs, standen den Ingenieuren neue Geräte wie Feldeffekttransistoren zur Verfügung. Diese Geräte sind schneller und kleiner und verbrauchen weniger Strom als die Transistoren, die in Dioden-Transistor-Logikschaltungen verwendet werden. Durch die Verwendung von Feldeffekttransistoren anstelle der DTL-Dioden arbeiten die resultierenden Logikgatter viel schneller und können mehrere Ausgänge haben. Infolgedessen hat diese neuere Transistor-Transistor-Logiktechnologie, die als TTL bezeichnet wird, DTL weitgehend ersetzt und ist der neue Standard in der Logikgatterkonstruktion.