テーマ「演算増幅器, DTL-NANDの特性測定」
実験
・オペアンプを用いて積分器を製作し、その特性を測定する。
・DTLによるNAND回路を製作し、その特性を測定する。
続いて、思考回路をディジタルに切り替えて、DTL-NANDについてです。
ディジタル回路の基本単位はゲートです。
そのゲートをどのように実現するかということを考えます。
DTLは、Diode Transistor Logicの略であることから分かるとおり。
要素は、ダイオードとトランジスタです。
DTLの進化形がTTL、つまりTransistor Transistor Logicです。
要素はバイポーラトランジスタてず。
そして、今主流なのがCMOSです。
要素は、nチャンネルMOSFETとpチャンネルMOSFETです。
･･･というわけで、一番役に立たないDTLを実験でやるそうです。
実験書には、なぜTTLに取って代わられたのかを答えよ的なことも書いてあります。
ダイオードトランジスタロジック以前に、ダイオードだけで論理ゲートが構成できます。
以下は、ダイオードによるANDゲートとORゲートです。
ただ、これはすぐに使い物にならないことが分かります。
論理ゲートを複数段接続するとすぐに出力電圧のレベルが維持できなくなってしまうのです。
どうするか･･･。
電圧が足りない。
なら、増幅してしまえ。
ということで、トランジスタを付け足したのが、DTLです。
これは、NANDゲートになります。
基本はこれです。
ただ、これでも問題が出てきます。
Lレベルの入力をしたとしても、ダイオードの順方向電圧降下によって、M点は0.7Vくらいになってしまいます。
これでは、トランジスタが確実にオフになるという保証が得られません。
ということで、ダイオードの順方向電圧降下を打ち消すように、ダイオードを入れてやります。
これをレベルシフトダイオードと言います。
これで、やっと使える論理ゲートになったわけです。
それでも動作速度が遅かったり、回路の駆動能力が低かったりで、実際には使われません。
･･･といった具合で予習が終わったので、レポートを書いてきます。
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