Circuite logice

I.1 Generalitati

Circuite logice sunt circuite electronice capabile sa realizeze operatii

logice. Ele sunt prevazute, de obicei, cu multe intrari si o iesire. Semnalul de

iesire reprezinta rezultatul unei operatii ( relatii logice ) aplicata semnalelor

pe intrare.

Marimile aplicate acestor circuite pot avea doar doua valori distincte,

reprezentate simbolic prin cifrele "0" si "1", numite marimi binare.

Semnalele circuitelor logice pot fi impulsuri sau pot fi tensiuni

caracterizate prin doua niveluri. In acest caz nivelului cel mai mic i se

atribuie valoarea 0, iar celuilalt nivel - valoarea 1. De multe ori cele doua

marimi pot fi asociate absentei ( 0 ) sau prezentei ( 1 ) semnalului.

Functiile si relatiile logice constituie obiectul algebrei logice, numite

si algebra booleana. In cadrul acestei algebre se arata ca orice functie

booleana are la baza trei functii elementare:

- SAU

- SI

- NU

Aceste functii se pot realiza cu ajutorul unor circuite electronice

simple, numite pirti, alcatuite din elemente pasive si diode semiconductoare,

tranzistoare sau circuite integrate.

Variabilele logice se noteaza cu majuscule A, B, X. Fiecare din

operatiile logice poate avea rezultatul sub forma "0" sau "1", in functie de

valorile respectivelor variabile logice. Rezultatele operatiilor inscrise in tabel

se bazeaza pe urmatoarele proprietati ale algebrei boolene:

- pentru suma logica: 0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 1 = 1

- pentru produsul logic: 0 x 0 = 0

0 x 1 = 0

1 x 0 = 0

1 x 1 = 1

- pentru complementare: o = 1

1 = 0

Circuit SAU Circuit SI Circuit NU

A B A + B A B A B A A

0 0 0 0 0 0 0 1

0 1 1 0 1 0 1 0

1 0 1 1 0 0

1 1 1 1 1 1

I.2 Circuite logice pentru functiile SAU, SI, NU

1. Poarta "SAU"

Circuitul logic "SAU" trebuie sa indeplineasca proprietatea ce reiese

din examinarea tabelului de adevar ( figura 1 a. ); sa se obtina la iesire

semnal de valoarea"1", daca cel putin una din intrari are semnal aplicat si,

respectiv, sa nu existe semnal de iesire ( valoarea 0 ) daca nici una din intrari

nu are semnal aplicat.

Poarta poate fi realizata cu diode tranzistoare ( figura 1 )

Figura 1. Circuite logice ( porti ) de tip SAU:

a. cu diode; b. cu tranzistoare; c. simbol

- In cazul portii de tip "SAU" cu diode se observa ca la aplicarea

semnalului de intrare pe oricare din diode, aceasta conduce, determinand o

cadere de tensiune pe rezistenta R0, egala cu amplitudinea semnalului de

intrare, ceea ce reprezinta valoarea logica "1". In cazul absentei oricarui

semnal, aplicat la intrarile x1 si x2, la iesire nu se obtine tensiune, deci se

obtine valoarea logica "0".

- In cazul portii de tip "SAU" cu tranzistoare se observa ca la

conductia oricaruia dintre tranzistoare se obtine semnal de iesire; absenta

tensiunii la iesire se produce numai cand toate tranzistoarele sunt blocate.

2. Poarta "SI"

Circuitul logic "SI" trebuie sa aiba o astfel de structura incat sa

determine aparitia unei tensiuni de iesire numai atunci cand toate intrarile au

semnal de comanda. Daca cel putin una din intrari nu are aplicat semnal, la

iesire se obtine semnal de valoare logica "0".

- In cazul portii de tip "SI" cu diode ( figura 2 ) la aplicarea

semnalului de comanda pe toate diodele, acestea se blocheaza, impiedicand

aparitia curentului prin circuit. La iesirea y apare intregul potential al sursei

( + Ec ) adica semnalul de valoare logica "1". Daca cel putin o dioda

functioneaza ( in absenta semnalelor ), ea determina aparitia unei caderi de

tensiune pe R si semnalul de iesire devine "0".