Inverter (logisk gate) - Inverter (logic gate)

Inngang Produksjon
EN IKKE A.
0 1
1 0
Tradisjonelt NOT gate (inverter) symbol
International Electrotechnical Commission IKKE port (inverter) symbol

I digital logikk er en inverter eller NOT gate en logisk gate som implementerer logisk negasjon . I matematisk logikk er det ekvivalent med den logiske negasjonsoperatoren (¬). Den sannheten tabellen er vist til høyre.

Elektronisk implementering

En inverterkrets sender ut en spenning som representerer det motsatte logiske nivået til inngangen. Hovedfunksjonen er å invertere inngangssignalet som sendes. Hvis den påførte inngangen er lav, blir utgangen høy og omvendt. Omformere kan konstrueres ved hjelp av en enkelt NMOS -transistor eller en enkelt PMOS -transistor kombinert med en motstand . Siden denne "resistive-drain" -metoden bare bruker en enkelt type transistor, kan den produseres til en lav kostnad. Fordi strøm strømmer gjennom motstanden i en av de to tilstandene, er imidlertid resistiv-dreneringskonfigurasjonen ugunstig for strømforbruk og behandlingshastighet. Alternativt kan omformere konstrueres ved hjelp av to komplementære transistorer i en CMOS -konfigurasjon. Denne konfigurasjonen reduserer strømforbruket sterkt siden en av transistorene alltid er slått av i begge logiske tilstander. Behandlingshastigheten kan også forbedres på grunn av den relativt lave motstanden sammenlignet med enheter av typen NMOS eller bare PMOS. Omformere kan også konstrueres med bipolare kryssstransistorer (BJT) i enten en motstand -transistor logikk (RTL) eller en transistor -transistor logisk (TTL) konfigurasjon.

Digitale elektronikkretser opererer på faste spenningsnivåer som tilsvarer en logisk 0 eller 1 (se binær ). En inverterkrets fungerer som den grunnleggende logiske porten for å bytte mellom de to spenningsnivåene. Implementering bestemmer den faktiske spenningen, men vanlige nivåer inkluderer (0, +5V) for TTL -kretser.

Digital byggestein

Dette skjematiske diagrammet viser arrangementet av IKKE porter i en standard 4049 CMOS hex inverterende buffer.

Omformeren er en grunnleggende byggestein i digital elektronikk. Multiplexere, dekodere, statlige maskiner og andre sofistikerte digitale enheter kan bruke omformere.

Den hex-omformeren er en integrert krets som inneholder seks ( heksa- ) omformere. For eksempel 7404 TTL -brikken som har 14 pinner og 4049 CMOS -brikken som har 16 pinner, hvorav 2 brukes til strøm/referanse, og 12 som brukes av innganger og utganger til de seks omformerne (4049 har 2 pinner uten tilkobling).

Analytisk representasjon

er den analytiske representasjonen av NOT gate:

Alternativer

Hvis ingen spesifikke IKKE porter er tilgjengelige, kan en lages fra de universelle NAND- eller NOR -portene.

Ønsket port NAND konstruksjon NOR konstruksjon
NOT ANSI Labelled.svg IKKE fra NAND.svg IKKE fra NOR.svg

Prestasjonsmåling

Spenningsoverføringskurve for en 20 μm inverter produsert ved North Carolina State University

Digital omformerkvalitet måles ofte ved hjelp av spenningsoverføringskurven (VTC), som er et diagram over utgang vs. inngangsspenning. Fra en slik graf kan enhetsparametere inkludert støytoleranse, forsterkning og driftslogikknivåer oppnås.

Ideelt sett fremstår VTC som en omvendt trinnfunksjon - dette vil indikere presis bytte mellom av og - men i virkelige enheter eksisterer det en gradvis overgangsregion. VTC indikerer at for lav inngangsspenning sender kretsen ut høy spenning; for høy inngang, avtar utgangen mot det lave nivået. Skråningen i denne overgangsregionen er et mål på kvalitet - bratte (nær uendelig) bakker gir presis bytte.

Toleransen for støy kan måles ved å sammenligne minimumsinngangen med maksimal utgang for hver operasjonsområde (på / av).

Se også

Referanser

Eksterne linker