조합 논리 회로

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조합 논리 회로

조합 논리 회로는 특정 순간의 출력이 입력 조합에만 의존하는 메모리리스 디지털 논리 회로입니다.

출력이 현재 입력과 이전 출력 상태에 따라 달라지는 순차 논리 회로와는 달리 일종의 메모리를 제공합니다 . 조합 논리 회로 의 출력은 주어진 순간에 현재 입력 상태, 논리 "0" 또는 논리 "1"의 논리 기능에 의해서만 결정됩니다.

결과적으로 조합 논리 회로에는 피드백이 없으며 입력에 적용되는 신호의 변경 사항이 출력에 즉시 영향을 미칩니다. 즉, 조합 논리 회로 에서 출력은 항상 입력 조합에 따라 달라집니다. 따라서 조합 회로는 메모리가 없습니다 .

따라서 입력 조건 중 하나가 0-1 또는 1-0 에서 상태를 변경 하면 결과 출력도 기본적으로 조합 논리 회로 설계 내에서 "메모리 없음", "타이밍" 또는 "피드백 루프"를 갖게 됩니다.

조합 논리

 

 

조합 논리 회로는 더 복잡한 스위칭 회로를 생성하기 위해 함께 "결합"되거나 연결되는 기본 논리 NAND, NOR 또는 NOT 게이트로 구성됩니다. 이러한 논리 게이트는 조합 논리 회로의 구성 요소입니다.

조합 회로의 예로는 입력에 존재하는 이진 코드 데이터를 여러 다른 출력 라인으로 변환하는 디코더가 있으며, 출력에서는 한 번에 하나씩 동등한 십진 코드를 생성합니다.

조합 논리 회로는 매우 간단할 수도 있고 매우 복잡할 수도 있으며 모든 조합 회로는 "유니버설" 게이트로 분류되는 NAND 및 NOR 게이트만으로 구현할 수 있습니다.

조합 논리 회로의 기능을 지정하는 세 가지 주요 방법은 다음과 같습니다.

• 1. 부울 대수  – 이것은 논리 "1" 출력을 초래하는 True 또는 False 각 입력 변수에 대한 논리 회로의 작동을 보여주는 대수식을 형성합니다.
• 2. 진리표  – 진리표는 게이트가 만날 수 있는 입력 변수의 가능한 각 조합에 대해 모든 출력 상태를 표 형식으로 보여주는 간결한 목록을 제공하여 논리 게이트의 기능을 정의합니다.
• 3. 논리 다이어그램  - 이는 논리 회로를 구현하는 특정 그래픽 기호로 표시되는 각 개별 논리 게이트의 배선 및 연결을 보여주는 논리 회로의 그래픽 표현입니다.

이 세 가지 논리 회로 표현이 모두 아래에 나와 있습니다.

 

조합 논리 회로는 개별 논리 게이트로만 구성되므로 "의사 결정 회로"로 간주될 수도 있으며 조합 논리는 논리 게이트를 함께 결합하여 두 개 이상의 신호를 처리하여 다음과 같이 적어도 하나의 출력 신호를 생성하는 것입니다. 각 논리 게이트의 논리 기능.

원하는 애플리케이션을 수행하는 개별 논리 게이트로 구성된 일반적인 조합 회로에는 멀티플렉서 , 디멀티플렉서 , 인코더 , 디코더 , 전체 및 하프 가산기 등이 포함됩니다.

조합논리의 분류

 

조합 논리의 가장 일반적인 용도 중 하나는 멀티플렉서 및 디멀티플렉서 유형 회로입니다. 여기서는 여러 입력 또는 출력이 공통 신호 라인에 연결되고 논리 게이트를 사용하여 주소를 디코딩하여 단일 데이터 입력 또는 출력 스위치를 선택합니다.

멀티플렉서는 로직 디코더와 일부 솔리드 스테이트 스위치라는 두 개의 개별 구성 요소로 구성됩니다. 하지만 멀티플렉서, 디코더 및 디멀티플렉서를 더 자세히 논의하기 전에 먼저 이러한 장치가 설계에서 이러한 "솔리드 스테이트 스위치"를 사용하는 방법을 이해해야 합니다. .

솔리드 스테이트 스위치

트랜지스터로 구성된 표준 TTL 논리 장치는 신호 전류를 한 방향으로만 전달할 수 있어 "단방향" 장치가 되며 기존 전기 기계 스위치 또는 계전기를 제대로 모방하지 못합니다. 그러나 FET로 구성된 일부 CMOS 스위칭 장치는 거의 완벽한 "양방향" 스위치 역할을 하므로 솔리드 스테이트 스위치로 사용하기에 이상적입니다.

 

무접점 스위치는 다양한 유형과 정격으로 제공되며 무접점 스위치를 사용하는 응용 분야도 다양합니다. 기본적으로 스위칭 애플리케이션을 위해 3개의 서로 다른 주요 그룹으로 세분화될 수 있으며 이 조합 논리 섹션에서는 아날로그 유형의 스위치 만 살펴보지만 기본은 디지털을 포함한 모든 유형에 대해 동일합니다.

솔리드 스테이트 스위치 애플리케이션

• 아날로그 스위치 – 데이터 스위칭 및 통신, 비디오 및 오디오 신호 스위칭, 계측 및 프로세스 제어 회로 등에 사용됩니다.
• 디지털 스위치 – 고속 데이터 전송, 스위칭 및 신호 라우팅, 이더넷, LAN, USB 및 직렬 전송 등.
• 전원 스위치 - 전원 공급 장치 및 일반 "대기 전력" 스위칭 애플리케이션, 더 큰 전압 및 전류 스위칭 등.

아날로그 양방향 스위치

아날로그 또는 "아날로그" 스위치는 "ON" 상태에 있을 때 데이터 또는 신호 전류를 전환하고 "OFF" 상태에 있을 때 이를 차단하는 데 사용되는 유형입니다. "ON" 상태와 "OFF" 상태 사이의 신속한 전환은 일반적으로 스위치의 제어 게이트에 적용되는 디지털 신호에 의해 제어됩니다.

이상적인 아날로그 스위치는 "ON"(또는 닫힘)일 때 저항이 0이고 "OFF"(또는 열림)일 때 무한 저항을 가지며 R ON 값이 1Ω 미만인 스위치 를 일반적으로 사용할 수 있습니다.

솔리드 스테이트 아날로그 스위치

 

N-채널 MOSFET을 P-채널 MOSFET과 병렬로 연결하면 신호가 어느 방향으로든 전달되어 "양방향" 스위치가 되며 N-채널 또는 P-채널 장치가 더 많은 신호 전류를 전달하는지 여부가 결정됩니다. 입력과 출력 전압의 비율에 따라 달라집니다. 2개의 MOSFET은 2개의 내부 비반전 및 반전 증폭기에 의해 "ON" 또는 "OFF"로 전환됩니다.

연락처 유형

기계식 스위치와 마찬가지로 아날로그 스위치는 제공하는 "극" 및 "투척" 수에 따라 다양한 형태 또는 접점 유형으로 제공됩니다. 따라서 "SPST"(단극 단투) 및 "SPDT"(단극 쌍투)와 같은 용어는 "브레이크 전 메이크" 및 "메이크 전 브레이크" 기능이 있는 무접점 아날로그 스위치에도 적용됩니다. 구성이 가능합니다.

아날로그 스위치 유형

 

개별 아날로그 스위치를 표준 IC 패키지로 그룹화하여 SPST(단극 단투) 및 SPDT(단극 쌍투)의 다중 스위칭 구성과 다중 채널 멀티플렉서를 갖춘 장치를 구성할 수 있습니다.

단일 IC 패키지에서 가장 일반적이고 간단한 아날로그 스위치는 단일 패키지 내에 4개의 독립적인 양방향 "ON/OFF" 스위치가 있는 74HC4066입니다. 그러나 가장 널리 사용되는 CMOS 아날로그 스위치 변형은 "다중"으로 설명되는 것입니다. "멀티플렉서" 및 "디멀티플렉서" IC라고도 알려진 양방향 스위치"에 대해서는 다음 튜토리얼에서 설명합니다.

조합 논리 요약

요약하자면, 조합 논리 회로는 입력, 두 개 이상의 기본 논리 게이트 및 출력으로 구성됩니다. 논리 게이트는 출력 상태가 입력 상태에 전적으로 의존하는 방식으로 결합됩니다.

조합 논리 회로에는 "메모리 없음", "타이밍" 또는 "피드백 루프"가 있으므로 즉각적으로 작동합니다. 조합 논리 회로는 부울 표현식과 해당 진리표에 의해 논리적으로 할당된 스위칭 작업을 수행합니다.

다음 튜토리얼에서 볼 수 있듯이. 일반적인 조합 논리 회로의 예로는 반가산기, 전가산기, 멀티플렉서, 디멀티플렉서, 인코더 및 디코더가 있습니다.