Invertor (poartă logică) - Inverter (logic gate)
Intrare | Ieșire |
A | NU A |
0 | 1 |
1 | 0 |
În logica digitală, un invertor sau poarta NOT este o poartă logică care implementează negarea logică . În logica matematică este echivalent cu operatorul de negație logică (¬). Tabelul de adevăr este afișat în partea dreaptă.
Implementare electronică
Un circuit invertor emite o tensiune reprezentând nivelul logic opus intrării sale. Funcția sa principală este de a inversa semnalul de intrare aplicat. Dacă intrarea aplicată este scăzută, atunci ieșirea devine ridicată și invers. Invertoarele pot fi construite folosind un singur tranzistor NMOS sau un singur tranzistor PMOS cuplat cu un rezistor . Întrucât această abordare „drenare rezistivă” utilizează doar un singur tip de tranzistor, poate fi fabricată la un cost redus. Cu toate acestea, deoarece curentul curge prin rezistor într-una din cele două stări, configurația rezistivă-scurgere este dezavantajată pentru consumul de energie și viteza de procesare. Alternativ, invertoarele pot fi construite folosind doi tranzistori complementari într-o configurație CMOS . Această configurație reduce considerabil consumul de energie, deoarece unul dintre tranzistoare este întotdeauna oprit în ambele stări logice. Viteza de procesare poate fi, de asemenea, îmbunătățită datorită rezistenței relativ scăzute în comparație cu dispozitivele de tip NMOS sau PMOS. Invertoarele pot fi, de asemenea, construite cu tranzistoare de joncțiune bipolare (BJT) fie într-o configurație rezistor-tranzistor (RTL), fie într - o configurație tranzistor-tranzistor logic (TTL).
Circuitele electronice digitale funcționează la niveluri de tensiune fixe corespunzătoare unui 0 sau 1 logic (vezi binar ). Un circuit invertor servește drept poartă logică de bază pentru a comuta între aceste două niveluri de tensiune. Implementarea determină tensiunea reală, dar nivelurile comune includ (0, + 5V) pentru circuitele TTL.
Invertor logic NMOS
Invertor logic PMOS
Invertor logic CMOS static
Invertor logic Nistor rezistor – tranzistor
Inversor logic tranzistor-tranzistor NPN
Bloc de construcție digital
Invertorul este un element de bază în electronica digitală. Multiplexerele, decodoarele, mașinile de stat și alte dispozitive digitale sofisticate pot utiliza invertoare.
Invertorul hex este un circuit integrat care conține șase ( hexa ) invertoare. De exemplu, cipul 7404 TTL care are 14 pini și cipul 4049 CMOS care are 16 pini, dintre care 2 sunt utilizați pentru alimentare / referință și 12 dintre aceștia sunt utilizați de intrările și ieșirile celor șase invertoare (4049 are 2 pini fără conexiune).
Reprezentarea analitică
este reprezentarea analitică a NOT gate:
Alternative
Dacă nu sunt disponibile porți NOT specifice, una poate fi făcută din porțile universale NAND sau NOR .
Poarta dorită | Construcție NAND | NOR construcție |
---|---|---|
Măsurarea performanței
Calitatea invertorului digital este adesea măsurată utilizând curba de transfer de tensiune (VTC), care reprezintă un grafic de ieșire vs. tensiune de intrare. Dintr-un astfel de grafic, pot fi obținuți parametrii dispozitivului, inclusiv toleranța la zgomot, câștigul și nivelurile logice de funcționare.
În mod ideal, VTC apare ca o funcție pas inversat - acest lucru ar indica comutare precisă între pe și în afara - dar , în dispozitive reale, o regiune de tranziție graduală există. VTC indică faptul că pentru tensiunea de intrare scăzută, circuitul produce o tensiune ridicată; pentru intrare mare, ieșirea se reduce spre nivelul scăzut. Panta acestei regiuni de tranziție este o măsură a calității - pante abrupte (aproape de infinit) produc o comutare precisă.
Toleranța la zgomot poate fi măsurată comparând intrarea minimă cu ieșirea maximă pentru fiecare regiune de funcționare (pornit / oprit).
Vezi si
- Poartă NU controlată
- ȘI poartă
- SAU poarta
- Poarta NAND
- NOR poarta
- Poarta XOR
- Poarta XNOR
- PORTA IMPLICĂ
- Algebra booleană
- Poarta logică