Vad är diod-transistorlogik?

Diod-transistorlogik hänvisar till en specifik klass av kretsar som används i modern digital elektronik för att bearbeta elektriska signaler. Konstruktionen av dessa kretsar använder bipolära kopplingstransistorer, halvledardioder och resistorer. En diod-transistorlogikkrets använder sina dioder för att utföra logiska funktioner och en transistor för att utföra förstärkningsfunktioner. Detta i motsats till resistor-transistor-logikkretsar, föregångaren till diod-transistor-logik, som använder bipolära kopplingstransistorer och resistorer för både logik- och förstärkningsfunktionerna.

Digitala logiska kretsar, kallade grindar, utför funktioner på elektriska signaler, såsom addition, subtraktion, multiplikation och division. En AND-grind kan till exempel ha två ingångar, numrerade ett och två, och en utgång. När en signal är hög på både ingång ett och ingång två, kommer grinden att skicka en hög signal från sin utgång. Ingenjörer kallar dessa logiska kretsar eftersom de agerar logiskt och förutsägbart som svar på olika ingångskombinationer.

I exemplet med en AND-grind kan den bara svara på ett visst antal sätt på valfri kombination av ingångar. Potentiella svar för logiska grindar listas ofta som en enkel uppsättning matematiska formler. De möjliga svaren för en OCH-grind med två ingångar, där den första termen är ingång ett, den andra termen är ingång två, och summan är grindens utsignal, är följande: 0+0=0, 1+0=0, 0+1=0 och 1+1=1. Logikgrindar finns i många andra typer, inklusive NAND-, OR- och NOR-grindar. Var och en av dessa logiska grindar tillhandahåller en annan uppsättning logiska funktioner som, när de kombineras, kan utföra vilken kombination av matematiska exekveringar som helst på vilken kombination av elektriska signalingångar som helst.

De första logiska funktionerna inom elektronik utfördes via manuella omkopplare, där en given omkopplare skulle vändas för att ge en utgång när operatören såg att de nödvändiga signalerna hade tillhandahållits – vanligtvis indikerade av en serie lampor. Senare automatiserades dessa funktioner med elektroniska reläer. Dessa enheter var stora och långsamma och led av mänskliga fel och mekaniska fel.

Med tillkomsten av halvledartransistorn, en enhet som naturligtvis kräver två ingångar för att ge en utgång, blev grindfunktionerna snabbare och mer tillförlitliga, och de första riktiga digitala logikkretsarna byggdes, med hjälp av motstånd som skapar resistor-transistor-logik (RTL) teknologi. Allt eftersom tekniken fortskred insåg man att användning av halvledardioder i stället för motstånden inte bara skulle öka driftshastigheten för de logiska grindarna utan också möjliggöra större fläkt-in, vilket i enklaste termer betyder att grindarna kan ha mer än två ingångar. Således föddes diod-transistor logikteknologi (DTL), som blev standarden för logiska grindar.

När transistorteknologin växte blev nya enheter, såsom fälteffekttransistorer, tillgängliga för ingenjörer. Dessa enheter är snabbare och mindre och förbrukar mindre ström än de transistorer som används i diod-transistor-logikkretsar. Genom att använda fälteffekttransistorer i stället för DTL-dioderna fungerar de resulterande logiska grindarna mycket snabbare och kan ha flera utgångar. Som ett resultat har denna nyare transistor-transistorlogikteknologi, kallad TTL, i stor utsträckning ersatt DTL och är den nya standarden inom logikgrindkonstruktion.