когда один транзистор включен, другой должен быть выключен. Например, если в схеме НЕ входы транзисторов соединены с положительным полюсом источника питания (на входы поступает сигнал то п-канальный МОП-транзистор будет открыт, а р-канальный МОП-транзистор заперт, в результате чего выход схемы будет соединен с землей (получит нулевой потенциал). Если входы транзисторов связаны с землей (на входах нулевой потенциал), то п-канальный МОП-транзистор будет заперт, а р-канальный - открыт, в результате чего выход схемы получит положительный потенциал

Эта схема - основной фрагмент КМОП-структур, и подобные дополняющие пары полевых транзисторов будут в дальнейшем неоднократно встречаться в более сложных схемах, построенных с применением КМОП-технологии.

Обратим внимание на элемент К-НЕ (рис. 4.8). Здесь тоже важно уметь различать особенности переключения транзисторов. В данной схеме четыре транзистора: по одному р-канальному и п-канальному для каждого входа. Возьмите лист бумаги и отметьте, какие транзисторы открыты, а какие закрыты для всех возможных значений входных сигналов. Определите значения соответствующих выходных сигналов и сравните результаты со значениями таблицы истинности для операции PI-HE. Они должны совпасть. Проделайте то же самое для схемы ИЛИ-НЕ.

Не забывайте, что схема ИЛР1 может быть получена путем размещения инвертора (НЕ) после элемента ИЛИ-НЕ (на пути распространения сигнала), что равносильно добавлению в схему ИЛИ-НЕ двух вспомогательных транзисторов. Точно так же можно получить схему И, разместив инвертор (НЕ) после элемента И-НЕ (или два вспомогательных транзистора). Буфер, как говорилось ранее, -это два последовательно включенных инвертора (НЕ).

Если Вы знакомились с литературой по КМОП-схе-мам, то, наверное, обратили внимание на то, что иногда в схемы включаются диоды. Они принципиально не влияют на работу схемы и служат только для ее защиты. Слой окисла между затвором и каналом в полевом транзисторе очень тонкий и иожет легко разрушиться под воздействием приложенного (свыше 60 В) напряжения. Добавленные в схему диоды образуют дополнитель-

ный запасной путь для прохол<дения зарядов и тем самым предохраняют полевой транзистор от выхода из строя. Но даже и при этом следует быть очень аккуратным при обращении с микросхемами на базе МОП-технологии. Для них опасны заряды статического электричества. Накопившийся на Вас от шерстяной или синтетической одежды либо от ковра заряд, попадая через руки на контакты микросхемы, с которой Вы работаете, может вывести ее из строя. Желательно использовать свободные от зарядов статическего электричества (заземленную) поверхность и инструмент при работе с приборами, изготовленными па базе МОП-технологии. Нельзя дотрагиваться до выводов микросхемы, предварительно не разрядив себя и используемый в работе инструмент.

Как же все-таки используются вес эти логические элементы?

Логические элементы использую-тся всюду в микроЭВМ при выполнении логических и арифметических операций, а также при управлении потоком данных.

Однако прежде чем переходить к изложению особенностей их использования, рассмотрим еще одну схему, после чего сразу станет ясно, как можно произвести сравнение двух чисел, чтобы выяснить, имеем ли мы дело с одной и той же величиной или нет.

Вводимый новый элемент носит название ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (EXCLUSIVE OR или XOR). Этот элемент аналогичен элементу ИЛИ, :ю в отличие от последнего не формирует на выходе сигнала логической 1, если на оба его входа одновременно поступает положительный потенциал Uу. Другими словами, элемент фиксирует наличие сигнала 1 ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО на одном из входов, но не на обоих одновременно. Схемное обозначение элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ' приведено на рис. 4.9, а, а его ключевая модель - на рис. 4.9, б. Нетрудно заметить, что соответствующую КМОП-структу-ру можно построить на основе ключевой модели, состоящей из трех ипверторных переключателей.

Если Л = 0 и В = 0, то Х=А = и+, Y=X=U+, и поэтому на выходе сигнал равен 0.

Другое распространенное название - сложение по модулю 2 . (Прим. пер )

Если Л = 6+ и S=0, то Х=А = 0, Y=X=0, и поэтому на выходе сигнал равен U+.

Если Л = 0 и В = и+, то Xt/, но Y-A=0, и поэтому на выходе сигнал равен U+.

Если А=и+ и В = и., то .=0, но У=Л = 6+, и поэтому на выходе сигнал равен 0.

Таблица истинности для этой операции примет следующий вид:

Операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ обозначается знаком 0. Так, запись А(£В означает либо А, либо В, но не оба вместе.

Если выполнить операцию НЕ над операцией ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, то можно получить следующую

таблицу истинности:

Заметим, что на выходе логического элемента, реализующего эту операцию, сигнал U+ появляется только в том случае, если сигналы на двух его входах одинаковые. С помощью этой операции можно сравнивать два одноразрядных двоичных числа. Этот элемент называется компаратором (comparator), а операция- операцией СОВПА- ДЕНИЯ (COINCIDENCE)i,

Более распространенное название этой операции ЛОГИЧЕСКАЯ РАВНОЗНАЧНОСТЬ , илн ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ , которое и используется далее. Название, которое дает автор, менее употребительно, его не нужно путать с понятием схема совпадения , под которым подразумевается схема И Операция ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ обозначается чаще знаком сл, (Прим.. ред.)

Рис. 4.9. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ:

а - схемное обозначение; б - ключевая модель