<<
>>

Полупроводниковые вентили

Основным недостатком описанного способа реализации операции над данными является наличие механических перемещений контактов релейной схемы, которые требуют значительных временных затрат.
Время выполнения операции опреде- ляется временем, в течение которого производится замыкание или размыкание контакта. Даже в самых современных релейных устройствах на это требуются по крайней мере сотые доли секунды. Именно это обстоятельство привело к тому, что уже в 1950-е годы релейные вычислительные машины были вытеснены снача- ла ламповыми, а затем транзисторными компьютерами.

Все современные вентили реализуются на основе полупроводниковых устройств — транзисторов (рис. 3.3, а) или их аналогов в интегральных схемах, характерное время срабатывания которых в настоящее время приближается к долям наносе- кунды (1 нс = 10"9 с).

Рис. 3.3. Транзисторы: а — внешний вид; б — изображение на схемах

В задачу курса не входит изучение физических процессов и явлений, происходя- щих внутри транзистора.

Достаточно понимания его поведения в электрической цепи в нескольких простых ситуациях. Транзистор имеет три контактных вы- вода, которые принято называть эмиттером, базой и коллектором (рис. 3.3, б). Внешнее напряжение (например, +5 В) через резистор подается на коллектор, а эмиттер заземляется, что создает условия для протекания тока в цепи. Если напряжение на контакте базы отсутствует, то транзистор ведет себя в электриче- ской цепи как резистор с большим внутренним сопротивлением. А если на кон- такт базы подать напряжение определенной величины, то транзистор ведет себя как проводник с очень маленьким сопротивлением. В первом случае говорят, что транзистор заперт, а во втором — что транзистор открыт. Контактный вывод базы считается входом схемы. Начиная или прекращая подачу напряжения на этот вход, можно управлять поведением транзистора, открывать или закрывать его. Выходом схемы считается контактный вывод коллектора, на котором реги- стрируется результат управляющего воздействия на схему.

В вентильных схемах на базе транзисторов двоичному знаку 0 соответствует низкое напряжение с уровнем от 0 до 1 В, а двоичному знаку 1 — высокое напря- жение с уровнем от 2 до 5 В. Могут применяться и другие конкретные значения напряжений, однако в любом случае используются два четко различимых его уровня. Подачу на базу транзистора низкого напряжения можно трактовать как поступление на вход схемы бита со значением 0, а подача на базу высокого напря- жения соответствует поступлению на вход схемы бита со значением 1. Аналогич- но регистрация низкого напряжения на коллекторе транзистора может, тракто- ваться как формирование на выходе значения 0, а регистрация на нем высокого напряжения — как формирование на выходе значения 1.

3.2.3.

<< | >>
Источник: Степанов А. Н.. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей. 2007

Еще по теме Полупроводниковые вентили:

  1. Токи действия
  2. Л.О. Доліненко, В.О. Доліненко, С.О. Сарновська. Цивільне право України, 2006
  3. ЦИВІЛЬНЕ ПРАВО УКРАЇНИ
  4. ПЕРЕДМОВА
  5. Частина І ПРОГРАМА КУРСУ «ЦИВІЛЬНЕ ПРАВО УКРАЇНИ»
  6. Розділ І. Загальні положення цивільного права
  7. Тема 1. Поняття цивільного права. Предмет та метод, система цивільного права. Функції та принципи цивільного права
  8. Тема 2. Цивільне законодавство України
  9. Тема 3. Поняття, елементи та види цивільних правовідносин
  10. Тема 4. Здійснення цивільних прав і виконання обов’язків
  11. Тема 5. Захист цивільних прав та інтересів
  12. Тема 6. Об’єкти цивільних прав