ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్: సర్క్యూట్, వర్కింగ్, OR/NOR గేట్ & దాని అప్లికేషన్స్

ECL (ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్)ని మొదటిసారిగా IBMలో ఆగస్టు 1956లో హన్నన్ S. యువర్కే కనుగొన్నారు. IBM 7090 & 7094 కంప్యూటర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఈ లాజిక్‌ను ప్రస్తుత మోడ్ లాజిక్ అని కూడా పిలుస్తారు. ECL కుటుంబంతో పోలిస్తే చాలా వేగంగా ఉంటుంది. డిజిటల్ లాజిక్ కుటుంబాలు. సాధారణంగా, ఈ లాజిక్ కుటుంబం 1 ns కంటే తక్కువ ప్రచార జాప్యాన్ని అందిస్తుంది. ఇది బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లపై ఆధారపడిన లాజిక్ ఫ్యామిలీ. ఇది సంప్రదాయ లాజిక్ సిస్టమ్‌ను రూపొందించడానికి అందుబాటులో ఉండే వేగవంతమైన లాజిక్ ఫ్యామిలీ సర్క్యూట్. ఈ వ్యాసం ఒక యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్-సర్క్యూట్ , అప్లికేషన్లతో పని చేయడం.

ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్ అంటే ఏమిటి?

ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ ఉత్తమమైనది BJT సాంప్రదాయ లాజిక్-సిస్టమ్ డిజైన్‌లో ఉపయోగించే -ఆధారిత లాజిక్ కుటుంబం. కొన్నిసార్లు, ఇది చాలా హై-స్పీడ్ డిజిటల్ టెక్నాలజీ అయిన ప్రస్తుత మోడ్ లాజిక్ అని కూడా పిలుస్తారు. సాధారణంగా, ECL అనేది వేగవంతమైన లాజిక్ ICగా పరిగణించబడుతుంది, ఇక్కడ అది చాలా చిన్న వోల్టేజ్ స్వింగ్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లను సంతృప్త ప్రాంతంలోకి రాకుండా చేయడం ద్వారా దాని అధిక-వేగవంతమైన ఆపరేషన్‌ను సాధిస్తుంది.

ECL యొక్క అమలు అనేది PECL లేదా పాజిటివ్-రిఫరెన్స్డ్ ECL అని పిలువబడే సానుకూల సరఫరా వోల్టేజ్‌ని ఉపయోగిస్తుంది. ప్రారంభ ECL గేట్లలో, శబ్దం రోగనిరోధక శక్తి కారణంగా ప్రతికూల వోల్టేజ్ సరఫరా ఉపయోగించబడుతుంది. ఆ తర్వాత, TTL లాజిక్ కుటుంబాలతో పోలిస్తే దాని అనుకూలమైన లాజిక్ స్థాయిల కారణంగా పాజిటివ్-రిఫరెన్స్డ్ ECL చాలా ప్రసిద్ధి చెందింది.

ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ భారీ మొత్తంలో స్థిర శక్తిని వెదజల్లుతుంది, అయినప్పటికీ, దాని మొత్తం కరెంట్ వినియోగం పోలిస్తే తక్కువగా ఉంటుంది CMOS అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద. కాబట్టి, క్లాక్-డిస్ట్రిబ్యూషన్ సర్క్యూట్‌లు & హై-ఫ్రీక్వెన్సీ-ఆధారిత అప్లికేషన్‌లలో ECL ప్రధానంగా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్ ఫీచర్లు

ECL యొక్క లక్షణాలు వాటిని అనేక అధిక-పనితీరు-ఆధారిత అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించేలా చేస్తాయి.

• ECL ఎల్లప్పుడూ ఒకదానికొకటి పూరకంగా ఉండే రెండు అవుట్‌పుట్‌లను అందిస్తుంది, ఎందుకంటే సర్క్యూట్ యొక్క ఆపరేషన్ అవకలన యాంప్లిఫైయర్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.
• ఈ లాజిక్ కుటుంబం ప్రధానంగా ఏకశిలా కల్పన పద్ధతులకు అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే లాజిక్ స్థాయిలు రెసిస్టర్ నిష్పత్తుల విధిగా ఉంటాయి.
• ECL కుటుంబానికి చెందిన పరికరాలు బయటి ఇన్వర్టర్‌లను ఉపయోగించకుండానే ప్రతిపాదిత ఫంక్షన్ యొక్క సరైన & పరిపూరకరమైన అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. పర్యవసానంగా, ఇది ప్యాకేజీ గణనను మరియు శక్తి అవసరాలను తగ్గిస్తుంది మరియు సమయ జాప్యాల వల్ల సంభవించే సమస్యలను కూడా తగ్గిస్తుంది.
• డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ డిజైన్‌లోని ECL పరికరాలు విస్తృత పనితీరు సౌలభ్యాన్ని అందిస్తాయి, కాబట్టి ECL సర్క్యూట్‌లు డిజిటల్ మరియు లీనియర్ సర్క్యూట్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి.
• ECL గేట్ రూపకల్పన సాధారణంగా అధిక & తక్కువ ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పెద్ద ఫ్యాన్-అవుట్ మరియు డ్రైవ్ సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది.
• విద్యుత్ సరఫరా రూపకల్పనను సులభతరం చేయడానికి ECL పరికరాలు విద్యుత్ సరఫరాపై స్థిరమైన కరెంట్ డ్రెయిన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
• ఓపెన్ ఎమిటర్ అవుట్‌పుట్‌లతో సహా ECL యొక్క పరికరాలు వాటిని ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ డ్రైవ్ సామర్థ్యాన్ని చేర్చడానికి అనుమతిస్తాయి.

ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్ సర్క్యూట్

ఇన్వర్టర్ కోసం ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది, ఇది రెసిస్టర్‌లు మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లతో రూపొందించబడింది. ఈ సర్క్యూట్‌లో, రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌ల ఉద్గారిణి టెర్మినల్స్ కరెంట్ లిమిటింగ్ రెసిస్టెన్స్ REకి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇది ట్రాన్సిస్టర్ సంతృప్తతలోకి ప్రవేశించకుండా నిరోధించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇక్కడ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ ఉద్గారిణి టెర్మినల్‌కు బదులుగా కలెక్టర్ టెర్మినల్ నుండి తీసుకోబడుతుంది. ఈ సర్క్యూట్ రెండు అవుట్‌పుట్‌లను Vout (ఇన్వర్టింగ్ అవుట్‌పుట్) మరియు Vout2 (నాన్-ఇన్‌వర్టింగ్ అవుట్‌పుట్) మరియు విన్ వంటి ఇన్‌పుట్ టెర్మినల్‌ను అందిస్తుంది, ఇక్కడ ఎక్కువ లేదా తక్కువ ఇన్‌పుట్ ఇవ్వబడుతుంది. +Vcc = 5V.

ఎమిటర్ కపుల్డ్ లాజిక్ ఎలా పని చేస్తుంది?

ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ యొక్క ఆపరేషన్ ఏమిటంటే, ECL సర్క్యూట్‌కు అధిక ఇన్‌పుట్ ఇచ్చినప్పుడల్లా, అది 'Q1' ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఆన్ చేస్తుంది మరియు Q2 ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేస్తుంది కానీ Q1 ట్రాన్సిస్టర్ సంతృప్తంగా ఉండదు. కాబట్టి ఇది VOUT2 అవుట్‌పుట్‌ను అధిక స్థాయికి లాగుతుంది మరియు R1లోపు తగ్గుదల కారణంగా VOUT1 అవుట్‌పుట్ విలువ తక్కువగా ఉంటుంది.

అదేవిధంగా, ECLకి ఇచ్చిన VIN విలువ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది Q1 ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఆఫ్ & Q2 ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఆన్ చేస్తుంది. కాబట్టి, Q2 ట్రాన్సిస్టర్ సంతృప్తతలోకి వెళ్లదు. కనుక ఇది VOUT1 అవుట్‌పుట్‌ను అధిక విలువను లాగేలా చేస్తుంది మరియు R2 రెసిస్టెన్స్‌లో తగ్గుదల కారణంగా VOUT2 అవుట్‌పుట్ విలువ తక్కువగా ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు ట్రాన్సిస్టర్ Q1 మరియు Q2 ఎలా ఆన్ మరియు ఆఫ్ అవుతుందో చూద్దాం.

ఈ సర్క్యూట్‌లోని Q1 & Q2 వంటి రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లు ఒక సాధారణ ఉద్గారిణి నిరోధకం ద్వారా అవకలన యాంప్లిఫైయర్‌గా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

ఈ ఉదాహరణ సర్క్యూట్ కోసం వోల్టేజ్ సరఫరాలు VCC = 5.0, VBB = 4.0 & VEE = 0 V. ఇన్‌పుట్ హై & తక్కువ-స్థాయి విలువలు కేవలం 4.4 V & 3.6Vగా నిర్వచించబడ్డాయి. వాస్తవానికి, ఈ సర్క్యూట్ తక్కువ అవుట్‌పుట్ & 0.6 వోల్ట్‌లు అధికంగా ఉండే అధిక స్థాయిలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది; అయినప్పటికీ, ఇది నిజమైన ECL సర్క్యూట్లలో సరిదిద్దబడింది.

Vin ఎక్కువగా ఉంటే, Q1 ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ చేయబడుతుంది, అయితే సంతృప్తమైనది కాదు & Q2 ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేయబడుతుంది. కాబట్టి, VOUT2 వంటి అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ R2 రెసిస్టర్ ద్వారా 5 Vకి లాగబడుతుంది & R1 రెసిస్టర్‌లో వోల్టేజ్ తగ్గుదల దాదాపు 0.8 V అని చూపవచ్చు, తద్వారా VOUT1 = 4.2 V (తక్కువ). అదనంగా VE = VOUT1 – VQ1 => 4.2V – 0.4V = 3.8V ట్రాన్సిస్టర్ Q1 పూర్తిగా ఆన్ చేయబడింది.

Vin తక్కువగా ఉన్న తర్వాత, Q2 ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ చేయబడుతుంది, కానీ సంతృప్తమైనది కాదు & Q1 ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, VOUT1 R1 రెసిస్టర్‌ని ఉపయోగించి 5.0 Vకి లాగబడుతుంది & VOUT2 4.2 V అని చూపబడుతుంది. అలాగే VE => VOUT2 – VQ2 => 4.2V – 0.8V => 3.4V ట్రాన్సిస్టర్ Q2 ఆన్ చేయబడినందున.

ECLలో, రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లు ఎప్పుడూ t వలె సంతృప్తతలో ఉండవు అతను ఇన్‌పుట్ / అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ స్వింగ్‌లు 0.8v లాగా చాలా చిన్నవిగా ఉంటాయి మరియు ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్ ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అవుట్‌పుట్ రెసిస్టెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది తక్కువ ప్రచారం ఆలస్యం సమయంతో వేగంగా పనిచేయడానికి ECLకి సహాయపడుతుంది.

రెండు ఇన్‌పుట్ ఎమిటర్ కపుల్డ్ లాజిక్ OR/NOR గేట్ సర్క్యూట్

రెండు ఇన్‌పుట్ ఎమిటర్ కపుల్డ్ లాజిక్ OR/NOR గేట్ సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది. పై ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను సవరించడం ద్వారా ఈ సర్క్యూట్ రూపొందించబడింది. ఇన్‌పుట్ వైపు అదనపు ట్రాన్సిస్టర్‌ని జోడించడం ద్వారా సవరణ.
ఈ సర్క్యూట్ యొక్క పని చాలా సులభం. Q1 & Q2 ట్రాన్సిస్టర్‌లు రెండింటిలోనూ వర్తించే ఇన్‌పుట్‌లు తక్కువగా ఉన్నప్పుడు అవుట్‌పుట్1 (Vout1)ని అధిక విలువకు చేస్తుంది. కాబట్టి, ఈ Vout1 NOR గేట్ అవుట్‌పుట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

అదే సమయంలో, Q3 ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ చేయబడితే, అది రెండవ అవుట్‌పుట్ (Vout2)ని ఎక్కువగా ఉండేలా చేస్తుంది. కాబట్టి, ఈ Vou2 అవుట్‌పుట్ OR గేట్ అవుట్‌పుట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

అదే విధంగా, Q1 &Q2 ట్రాన్సిస్టర్‌ల ఇన్‌పుట్‌లు రెండూ ఎక్కువగా ఉంటే, అది Q1 & Q2 ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఆన్ చేస్తుంది మరియు VOUT1 టెర్మినల్ వద్ద తక్కువ అవుట్‌పుట్‌ను అందిస్తుంది.

ఈ ఆపరేషన్ అంతటా Q3 ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేయబడితే, అది VOUT2 టెర్మినల్ వద్ద అధిక అవుట్‌పుట్‌ను అందిస్తుంది. కాబట్టి, OR/NOR గేట్ కోసం సత్య పట్టిక క్రింద ఇవ్వబడింది.

ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ లక్షణాలు

ECL యొక్క లక్షణాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• TTLతో పోలిస్తే, ECL 0.5 నుండి 2 ns వరకు వేగవంతమైన ప్రచార సమయాన్ని కలిగి ఉంది. కానీ, 30 mW వంటి TTLతో పోలిస్తే ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్ పవర్ డిస్సిపేషన్ ఎక్కువగా ఉంటుంది.
• ECL యొక్క I/O వోల్టేజీలు 0.8 వంటి చిన్న స్వింగ్‌ను కలిగి ఉంటాయి.
• ECL యొక్క ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్ ఎక్కువ & అవుట్‌పుట్ రెసిస్టెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది; పర్యవసానంగా, ట్రాన్సిస్టర్ దాని స్థితులను చాలా వేగంగా మారుస్తుంది.
• ECLల ఫ్యాన్-అవుట్ సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉంది మరియు గేట్ ఆలస్యం తక్కువగా ఉంటుంది.
• ECL యొక్క o/p లాజిక్ తక్కువ స్థాయి నుండి అధిక స్థితికి మారుతుంది, అయితే ఈ రాష్ట్రాలకు వోల్టేజ్ స్థాయిలు TTL & EC మధ్య మారుతూ ఉంటాయి.
• ECL యొక్క నాయిస్ ఇమ్యూనిటీ 0.4V.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

ది ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ యొక్క ప్రయోజనాలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

• TTLతో పోలిస్తే ECL యొక్క ఫ్యాన్అవుట్ 25 ఉత్తమం & CMOSతో పోలిస్తే ఇది తక్కువ.
• ECL యొక్క సగటు ప్రచారం ఆలస్యం సమయం 1 నుండి 4 ns వరకు ఉంటుంది, ఇది CMOS & రెండింటితో పోలిస్తే ఉత్తమం
• TTL. కాబట్టి దీనిని ఫాస్టెస్ట్ లాజిక్ ఫ్యామిలీ అంటారు.
• ఉద్గారిణిలో BJTలు కలిసినప్పుడు లాజిక్ గేట్లు సక్రియ ప్రాంతంలో పని చేయండి, అప్పుడు అన్ని లాజిక్ కుటుంబాలతో పోలిస్తే అవి గరిష్ట వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
• ECL గేట్‌లు కాంప్లిమెంటరీ అవుట్‌పుట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
• విద్యుత్ సరఫరా లీడ్స్‌లో ప్రస్తుత స్విచ్చింగ్ స్పైక్‌లు లేవు.
• వైర్డు-OR ఫంక్షన్‌ని అందించడానికి అవుట్‌పుట్‌లను సంయుక్తంగా జత చేయవచ్చు.
• ECL యొక్క పారామితులు ఉష్ణోగ్రత ద్వారా పెద్దగా మారవు.
• నం. ఒకే చిప్ నుండి యాక్సెస్ చేయగల ఫంక్షన్‌లు ఎక్కువగా ఉంటాయి.

ది ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

• ఇది చాలా తక్కువ నాయిస్ మార్జిన్‌ను కలిగి ఉంది అంటే ±200 mV.
• ఇతర లాజిక్ గేట్‌లతో పోలిస్తే పవర్ డిస్సిపేషన్ ఎక్కువగా ఉంటుంది.
• ఇతర లాజిక్ కుటుంబాలతో ఇంటర్‌ఫేస్ చేయడానికి, లెవల్ షిఫ్టర్‌లు అవసరం.
• ఫ్యానౌట్ కెపాసిటివ్ లోడింగ్‌ని పరిమితం చేస్తుంది.
• తో పోలిస్తే TTL , ECL గేట్లు ఖరీదైనవి.
• CMOS & TTLతో పోలిస్తే, ECL నాయిస్ ఇమ్యూనిటీ చెత్తగా ఉంది.

అప్లికేషన్లు

ఉద్గారిణి-కపుల్డ్ లాజిక్ యొక్క అనువర్తనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• ఎమిటర్-కపుల్డ్ లాజిక్ అనేది ఫైబర్-ఆప్టిక్ ట్రాన్స్‌సీవర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, ఈథర్‌నెట్ & ATM (ఎసింక్రోనస్ ట్రాన్స్‌ఫర్ మోడ్) నెట్‌వర్క్‌ల వంటి అత్యంత హై-స్పీడ్ కమ్యూనికేషన్ పరికరాలలో లాజిక్ & ఇంటర్‌ఫేస్ టెక్నాలజీగా ఉపయోగించబడుతుంది.
• ECL అనేది BJT ఆధారిత లాజిక్ కుటుంబం, ఇక్కడ సాపేక్షంగా చిన్న వోల్టేజ్ స్వింగ్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లు సంతృప్త ప్రాంతంలోకి వెళ్లకుండా నివారించడం ద్వారా దాని అధిక-వేగ ఆపరేషన్‌ను సాధించవచ్చు.
• IBM 360/91లో ASLT సర్క్యూట్‌లను తయారు చేయడంలో ECL ఉపయోగించబడుతుంది.
• ECL ఇన్వర్టర్ ఫంక్షన్‌ను సాధించడానికి ప్రాథమిక & ద్వితీయ ట్రాన్సిస్టర్‌ల మధ్య సింగిల్-ఎండ్ బయాస్ i/p & పాజిటివ్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా పేర్చబడిన ట్రాన్సిస్టర్‌ల వినియోగాన్ని నివారిస్తుంది.
• ECL అత్యంత హై-స్పీడ్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

అందువలన, ఇది ఉద్గారిణి కపుల్డ్ లాజిక్ యొక్క అవలోకనం లేదా ECL - సర్క్యూట్, పని, లక్షణాలు, లక్షణాలు మరియు అప్లికేషన్లు. ఇతర డిజిటల్ లాజిక్ కుటుంబాలతో పోలిస్తే ECL అనేది BJT ఆధారంగా అత్యంత వేగవంతమైన లాజిక్ కుటుంబం. ఇది ఒక చిన్న వోల్టేజ్ స్వింగ్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లను సంతృప్త ప్రాంతంలోకి వెళ్లకుండా చేయడం ద్వారా దాని గరిష్ట వేగ ఆపరేషన్‌ను పొందుతుంది. ఈ లాజిక్ కుటుంబం నమ్మశక్యం కాని 1ns ప్రచారం ఆలస్యాన్ని అందిస్తుంది మరియు తాజా ECL కుటుంబాలలో, ఈ ఆలస్యం తగ్గింది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, ECLకి ప్రత్యామ్నాయ పేరు ఏమిటి?