Резисторно-транзисторная логика (РТЛ) — схемотехническая реализация элементов цифровых схем, выполненная на основе резисторов и биполярных транзисторов. Наиболее старый вид полупроводниковой логики. Широко использовалась в компьютерах второго поколения (1955—1965 годах). В настоящее время, из-за низкого быстродействия и относительно высокой потребляемой мощности, следовательно большого тепловыделения, почти не применяется.
Устройство и принцип работы Коллектор транзистора (ключа) соединён через резистор с шиной питания (как правило напряжение питания это — половина напряжения накала большинства маломощных приёмно-усилительных электронных ламп), а эмиттер соединён с «землёй». К базе подключены резисторы, являющиеся логическими входами. Назначение базовых резисторов — увеличить напряжение логической единицы до уровня около путём преобразования входного напряжения в ток, так как кремниевый транзистор открывается при напряжении на базе относительно «земли» при
При низком напряжении на всех входах, что соответствует принятой здесь положительной логике состояниям логического 0, транзистор закрыт, и на выход через резистор R4 поступает напряжение, близкое к напряжению питания, так как ток через закрытый транзистор мал и мало падение напряжения на коллекторном резисторе R4, то есть на выходе будет логическая 1. При наличии положительного, с уровнем в единицы вольт, напряжения на любом из входов, что соответствует логической 1, транзистор открывается. При этом напряжение на коллекторе транзистора будет мало — несколько десятков милливольт, что соответствует логическому 0.
Таким образом, описанный РТЛ-элемент выполняет функцию ИЛИ-НЕ в позитивной (если интерпретировать высокое напряжение как логическую 1), или, в соответствии с теоремой де Моргана, функцию И-НЕ в негативной логике.
История
Резисторно-транзисторная логика разработана для цифровых устройств и первых компьютеров выполненных на дискретных полупроводниковых элементах и пришла на смену логике основанной на электронных лампах.
Отличительной особенностью РТЛ является её хорошая изученность и простота реализации на существующем уровне развития электроники. Наряду с РТЛ также применялась диодно-транзисторная логика.
Примечательно, что первая в мире цифровая ЭВМ, установленная на космическом аппарате (AGC — Apollo Guidance Computer), была выполнена именно на РТЛБортовой управляющий компьютер «Аполлона». .
РТЛ составляла основу первых логических микросхем, выполненных по гибридной технологии. В СССР это были микросхемы серий Р12-2 (102, 103, 116, 117), в корпусах типа «Тропа-1» (серия 201). Серия Р12-2 применялась в БЭЦВМ «Гном-А» самолёта Ил-76 и в АТС военного и гражданского применения.
Микросхемы серии 201 применялись в БЦВМ серии «Аргон» и С-530 (использовались для космических аппаратов и различных военных применений). В США микросхемы на основе РТЛ применялись в БЦВМ космических аппаратов «Аполлон», баллистических ракетах и т. п.
В полупроводниковых интегральных микросхемах резисторно-транзисторная логика уступила место более совершенной и технологичной транзисторно-транзисторной логике. В настоящее время (2025 год) элементы резисторно-транзисторной логики иногда применяются в простых устройствах, выполненных на дискретных элементах и выполняющих несложные логические функции.
Резисторно-емкостная транзисторная логика (РЕТЛ)
Резисторно-ёмкостная транзисторная логика аналогична по схемотехнике РТЛ, но входные резисторы, подключённые к базе или базам ключевого транзистора в ней зашунтированы конденсаторами, ускоряющими перезаряд входных ёмкостей транзисторных ключей и также снижающими влияние эффекта Миллера, что повышает быстродействие логических микросхем. Существенное ограничение для интеграции РЕТЛ — необходимость использования конденсаторов которые трудно реализовать в интегральных микросхемах, поэтому элементы РЕТЛ выпускались в виде гибридных микросхем.
Достоинства и недостатки РТЛ и РЕТЛ Достоинства: Конструктивная простота. Низкая стоимость.
Недостатки: Высокая рассеиваемая мощность (как на включенном транзисторном ключе так и на резисторах). Изменение уровня логических сигналов в зависимости от количества подключённых в логическому выходу логических входов (например, уровень единицы может изменяться от около до напряжения питания). Низкое быстродействие. Низкая помехоустойчивость. Сложность разработки. Низкая нагрузочная способность выхода (обычно допускается подключение не более трёх-пяти входов других логических элементов на один логический выход).
После перехода на интегральные микросхемы РТЛ-логика практически вышла из применения и используется только в специальных целях.
Примечания
См. также Логические элементы
Категория:Семейства цифровых интегральных схем