RFL类逻辑门

文章作者:托马斯·斯卡伯勒

一类新的逻辑门提供强大的特性,低功耗,以及在非常宽范围的电源电压,输出电流等方面运行的能力。

这种设计思想描述了一种新的逻辑门,我们称之为电阻FET逻辑,又名“RFL”。我们怎么知道它是新的?而场效应管开关今天很常见,我们无法找到类似的电阻器 - FET逻辑。此外,RTL(电阻器 - 晶体管逻辑)今天定义为电阻 - BJT逻辑。BJT仍然是德里古尔当讨论晶体管化设计时,如果RFL是一个已知的概念,情况就不会是万博投注网址这样了。

一整类逻辑门怎么会被忽略呢?在20世纪60年代,事情从RTL(1961年)迅速发展到DTL(1962年),然后是TTL(1963年)。虽然RFL可能是在1960年左右发明的,但奇怪的是它却被忽略了。RFL适合以下更熟悉的逻辑类:DL、RTL、RFL、DTL、TTL和CMOS。不要将其与NMOS逻辑混淆,NMOS逻辑通常需要两到三倍的FET来实现等效功能。

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与RTL相比,RFL提供了几个显著的优势,在某些情况下也优于CMOS。一个明显的优点是,它比RTL消耗更少的能量(并且使用它,更少的空间)。此外,FET磁芯比RTL更易于设计。此外,RFL还可以定制,以适应各种电源电压、输入电压、输出电流等。

图1说明了如何使用2N7000 N沟道MOSFET和5V电源在RFL中实现YES、NOT、AND、OR、NAND和NOR门(请注意,由于它们的复杂性,这里省略了XOR和XNOR功能。)

图1在RFL中实现的基本逻辑功能。

假设2N7000 MOSFET的栅极阈值电压在1.9V左右,则相同的电路(图1,顶部)封套:

  • a是栅极(a和B组合,P1调整到30kΩ左右)
  • 一个与门(P1调节到30kΩ左右)和
  • 一个或门(P1调节到约160kΩ)。

逆变电路(图1,底部)同样包括NOT、NAND和NOR门。如果需要,可使用固定电阻器代替P1。图2显示了图1中所示的顶电路的面包板。

图2图1中顶部电路的一个试验板,它实现YES、AND、AND和OR门。

这个桌子下面显示了FET Q1栅极处的说明性(不精确)电势和端子Q处的输出,无论高或低。请注意,如果栅极级联,可能需要调整输入和输出阻抗,以提供所需的输出电压和电流。

桌子FET Q1的栅极处的说明性(不是精确)电位,以及终端Q的输出,无论是高还是低。

以同样的方式RTL逻辑引起思考的思考,RFL的可能性看起来太多了目录。但是,一些可能性似乎值得一提。较低的输出阻抗可直接用于电源电路。另外,简单的二极管可以用于彼此隔离输入。

根据如何使用RFL栅极,设计可以实现零电流消耗。在一些情况下,互补的BS250 P沟道MOSFET可以用于该端,以及在适当的情况下添加DC阻挡电容器。作者发现RFL专门用于快速数字混频器和充电泵。需要单个简单门是特别方便的。

这篇文章最初发表在edn..

Thomas Scarborough是一种电子作家,最简约的设计。万博投注网址他是一个哲学编辑和会众部长。

参考
RTL电路中的等效,流行电子,1971年2月
电阻晶体管逻辑,Ken Bigelow,Play-Hookey,11月29日,2020年11月29日
电阻晶体管逻辑(RTL)康涅狄格大学
晶体管元件电路,IBM,1960年
数字逻辑手册,1967年12月
RTL食谱,唐·兰卡斯特,协同学出版社,2010年
基本NMOS(PMOS)盖茨,过去的提倡者
2N7000G数据表,在半导体上
并联电阻计算器,所有关于电路

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