In der Elektronik ist emittergekoppelte Logik (ECL) eine Logikfamilie, die hohe Geschwindigkeit durch das Verwenden eines abgehetzten BJT Differenzialverstärkers mit dem einzeln beendeten Eingang erreicht, dessen Emitter-Strom beschränkt wird, um das langsame Sättigungsgebiet der Transistor-Operation zu vermeiden.

Da der Strom zwischen zwei Beinen eines emittergekoppelten Paares gesteuert wird, wird ECL manchmal Strom steuernde Logik (CSL), genannt

Logik der aktuellen Weise (CML)

oder Logik des Emitters-Anhängers des aktuellen Schalters (CSEF).

In ECL sind die Transistoren nie in der Sättigung, die Stromspannungen des Eingangs/Produktion haben ein kleines Schwingen (0.8 V), der Eingangsscheinwiderstand ist hoch, und der Produktionswiderstand ist niedrig; infolgedessen, die Transistor-Änderungsstaaten schnell, sind Tor-Verzögerungen niedrig, und die fanout Fähigkeit ist hoch. Außerdem minimiert die im Wesentlichen unveränderliche aktuelle Attraktion der Differenzialverstärker Verzögerungen und Störschübe wegen der Versorgungslinie-Induktanz und Kapazität, und die Ergänzungsproduktionen vermindern die Laufzeit des ganzen Stromkreises durch das Sparen von zusätzlichem inverters.

Sich der Hauptnachteil von ECL ist, dass jedes Tor unaufhörlich Strom zieht, was bedeutet, dass es verlangt (und zerstreut) bedeutsam mehr Macht als diejenigen anderer Logikfamilien, besonders wenn ruhig.

Die Entsprechung von der aus FETs gemachten emittergekoppelten Logik wird quellverbundene FET Logik (SCFL) genannt.

Eine Schwankung von ECL, in dem alle Signalpfade und Tor-Eingänge unterschiedlich sind, ist als Logik des aktuellen Differenzialschalters (DCS) bekannt.

Geschichte

ECL wurde im August 1956 an IBM von Hannon S. Yourke erfunden. Ursprünglich genannte Strom steuernde Logik, es wurde im Strecken, IBM 7090 und den Computern von IBM 7094 verwendet.

Während ECL Stromkreise Mitte der 1960er Jahre im Laufe der 1990er Jahre aus einer Differenzialverstärker-Eingangsbühne bestanden haben, um Logik durchzuführen, die von einem Emitter-Anhänger gefolgt ist, um Produktionen zu steuern und die Produktionsstromspannungen auszuwechseln, so werden sie mit den Eingängen vereinbar sein, haben der aktuelle Schalter von Yourke, auch bekannt als ECL, nur aus Differenzialverstärkern bestanden. Um vereinbaren Eingang und Produktionsniveaus zur Verfügung zu stellen, wurden zwei Ergänzungsversionen, eine NPN Version und eine PNP Version verwendet. Die NPN Produktion konnte PNP-Eingänge, und umgekehrt steuern. "Die Nachteile sind, dass verschiedenere Macht-Versorgungsstromspannungen erforderlich sind, und sowohl pnp als auch npn Transistoren sind erforderlich."

Motorola hat ihre erste einheitliche monolithische Digitalstromkreis-Linie, MECL I, 1962 eingeführt. Motorola hat mehrere verbesserte Reihen, mit MECL II 1966, MECL III 1968 mit der Tor-Laufzeit von 1 Nanosekunde und 300-MHz-Zehensandale-Knebelknopf-Raten und den 10,000 Reihen entwickelt (mit dem niedrigeren Macht-Verbrauch, und hat Rand-Geschwindigkeiten kontrolliert) 1971.

Die mit ECL vereinigten Nachteile haben bedeutet, dass er hauptsächlich verwendet worden ist, wenn hohe Leistung eine Lebensvoraussetzung ist. Ältere Großrechner-Computer des hohen Endes, wie die Unternehmensmitglieder des Systems/9000 der ESA/390 Computerfamilie von IBM, verwendeter ECL

wie den Cray-1 getan hat; aktuelle Großrechner von IBM verwenden CMOS.

Durchführung

ECL basiert auf einem emittergekoppelten Paar (mit dem langen Schwanz), beschattet rot in der Zahl rechts. Die linke Hälfte des Paares (ist gelb allmählich übergegangen), besteht aus zwei Parallele-verbundenen Eingangstransistoren T1, und T2 (wird ein vorbildliches Zwei-Eingänge-Tor betrachtet) das Einführen NOCH die Logik. Die Basisspannung des richtigen Transistors T3 wird befestigt von einer Bezugsstromspannungsquelle gehalten, ist hellgrün allmählich übergegangen: der Spannungsteiler mit einer Diode Thermalentschädigung (R1, R2, D1 und D2) und manchmal ein Pufferungsemitter-Anhänger (nicht gezeigt auf dem Bild); so werden die Emitter-Stromspannungen relativ unveränderlich behalten. Infolgedessen handelt der allgemeine Emitter-Widerstand R fast als eine aktuelle Quelle. Die Produktionsstromspannungen an den Sammler-Lastwiderständen R und R werden ausgewechselt und zum Umkehren und Nichtumkehren von Produktionen von den Emitter-Anhängern T4 gepuffert, und T5 (ist blau allmählich übergegangen). Die Produktionsemitter-Widerstände R und R bestehen in allen Versionen von ECL nicht. In einigen Fällen haben 50 Ω Leitungsanschluss-Widerstände zwischen den Basen der Eingangstransistoren und 2 V Tat als Emitter-Widerstände in Verbindung gestanden.

Operation

Die ECL Stromkreis-Operation wird unten mit der Annahme betrachtet, dass die Eingangsstromspannung auf die T1-Basis angewandt wird, während T2-Eingang unbenutzt ist oder ein logischer "0" angewandt wird.

, der Kern des Stromkreises - des emittergekoppelten Paares (T1 und T3) - handelt als ein Differenzialverstärker mit dem einzeln beendeten Eingang. Die Strom-Quelle "des langen Schwanzes" (R) setzt den Gesamtstrom, der durch die zwei Beine des Paares fließt. Die Eingangsstromspannung kontrolliert den Strom, der durch die Transistoren durch das Teilen davon zwischen den zwei Beinen, das Steuern von all dem zu einer Seite wenn nicht in der Nähe vom Schaltpunkt fließt. Der Gewinn ist höher als an den Endstaaten (sieh unten), und der Stromkreis schaltet schnell um.

(logisch "0"), oder (logisch "1") wird der Differenzialverstärker abgehetzt. Ein Transistor (T1 oder T3) ist Abkürzung und der andere (T3, oder T1) ist im aktiven geradlinigen Gebiet, das als eine Bühne des allgemeinen Emitters mit der Emitter-Entartung handelt, die den ganzen Strom nimmt, den anderen Abkürzungstransistor hungern lassend. Der aktive Transistor wird mit dem relativ hohen Emitter-Widerstand R geladen, der ein bedeutendes negatives Feed-Back (Emitter-Entartung) einführt. Um Sättigung des aktiven Transistors zu verhindern, so dass die Verbreitungszeit, die die Wiederherstellung von der Sättigung verlangsamt, an der Logikverzögerung nicht beteiligt wird, werden die Emitter- und Sammler-Widerstände solch gewählt, dass an der maximalen Eingangsstromspannung eine Stromspannung über den Transistor verlassen wird. Der restliche Gewinn ist niedrig (K = R/R < 1). Der Stromkreis ist gegen die Eingangsstromspannungsschwankungen unempfindlich, und der Transistor bleibt fest im aktiven geradlinigen Gebiet. Der Eingangswiderstand ist wegen der Reihe negatives Feed-Back hoch. Der Abkürzungstransistor bricht die Verbindung zwischen seinem Eingang und Produktion. Infolgedessen betrifft seine Eingangsstromspannung die Produktionsstromspannung nicht. Der Eingangswiderstand ist wieder hoch, da der Grundemitter-Verbindungspunkt Abkürzung ist.

Eigenschaften

Andere beachtenswerte Eigenschaften der ECL Familie schließen die Tatsache ein, dass die große aktuelle Voraussetzung ungefähr unveränderlich ist, und bedeutsam vom Staat des Stromkreises nicht abhängt. Das bedeutet, dass ECL Stromkreise relativ wenig Macht-Geräusch verschieden von vielen anderen Logiktypen erzeugen, die normalerweise viel aktueller ziehen, wenn sie umschalten als ruhig, für den Macht-Geräusch problematisch werden kann. In kryptografischen Anwendungen sind ECL Stromkreise auch gegen Seitenkanalangriffe wie Differenzialmacht-Analyse weniger empfindlich.

Die Laufzeit für diese Einordnung kann weniger als eine Nanosekunde sein, es viele Jahre lang die schnellste Logikfamilie machend.

Macht-Bedarf und Logikniveaus

Die ECL Stromkreise funktionieren gewöhnlich mit dem negativen Macht-Bedarf (das positive Ende der Versorgung wird mit dem Boden verbunden) im Gegensatz zu anderen Logikfamilien, in denen das negative Ende der Versorgung niedergelegt wird. Das wird hauptsächlich getan, um den Einfluss der Macht-Versorgungsschwankungen auf den Logikniveaus zu minimieren, weil ECL zum Geräusch auf den V empfindlicher und zum Geräusch auf V relativ geschützt ist. Weil Boden die stabilste Stromspannung in einem System sein sollte, wird ECL mit einem positiven Boden angegeben. In dieser Verbindung, wenn sich die Versorgungsstromspannung ändert, ändern sich die Spannungsabfälle über die Sammler-Widerstände ein bisschen (im Fall vom Emitter unveränderliche aktuelle Quelle, sie ändern sich überhaupt nicht). Da die Sammler-Widerstände fest "angebunden" werden, um sich zu gründen, "bewegen" "sich" die Produktionsstromspannungen ein bisschen (oder überhaupt nicht). Wenn das negative Ende der Macht-Versorgung niedergelegt würde, würden die Sammler-Widerstände der positiven Schiene beigefügt. Da sich die unveränderlichen Spannungsabfälle über die Sammler-Widerstände ein bisschen ändern (oder überhaupt nicht), folgen die Produktionsstromspannungen den Versorgungsstromspannungsschwankungen und der zwei Stromkreis-Teil-Tat als unveränderliche aktuelle Niveau-Schichtarbeiter. In diesem Fall ersetzt der Spannungsteiler R1-R2 die Stromspannungsschwankungen einigermaßen. Die positive Macht-Versorgung hat einen anderen Nachteil - die Produktionsstromspannungen werden sich ein bisschen (±0.4 V) vor dem Hintergrund der hohen unveränderlichen Stromspannung (+3.9 V) ändern. Ein anderer Grund dafür, eine negative Macht-Versorgung zu verwenden, ist Schutz der Produktionstransistoren von einem zufälligen kurzen Stromkreis, der sich zwischen Produktion und Boden entwickelt (aber die Produktionen werden vor einem kurzen Stromkreis mit der negativen Schiene nicht geschützt).

Der Wert der Versorgungsstromspannung wird so dass ein genügend Strom gewählt, um durch die ersetzenden Dioden D1 und D2 und der Spannungsabfall über den allgemeinen Emitter-Widerstand R zu fließen, um entsprechend zu sein.

ECL Stromkreise, die auf dem offenen Markt gewöhnlich verfügbar sind, haben mit mit anderen Familien unvereinbaren Logikniveaus funktioniert. Das hat bedeutet, dass die Zwischenoperation zwischen ECL und anderen Logikfamilien, wie die populäre TTL Familie, zusätzliche Schnittstelle-Stromkreise verlangt hat. Die Tatsache, dass die hohen und niedrigen Logikniveaus relativ nahe gemeint werden, dass ECL unter kleinen Geräuschrändern leidet, die lästig sein können.

Mindestens ein Hersteller, IBM, hat ECL Stromkreise für den Gebrauch in den eigenen Produkten des Herstellers gemacht. Der Macht-Bedarf war von denjenigen wesentlich verschieden, die auf dem offenen Markt verwendet sind.

Positive emittergekoppelte Logik (PECL) ist eine weitere Entwicklung von ECL das Verwenden eines positiven 5V Versorgung statt einer Verneinung 5V Versorgung. Niedrige Stromspannung positive emittergekoppelte Logik (LVPECL) ist optimierte Version einer Macht von PECL, mit einem positiven 3.3V statt 5V Versorgung. PECL und LVPECL sind Differenzialsignalsysteme, und werden in der hohen Geschwindigkeit und den Uhr-Vertriebsstromkreisen hauptsächlich verwendet.

Logikniveaus:

Links

• Emittergekoppelte Logik beim Spiel-hookey.com
• Motorola MECL Logikfamilie datasheets, 1963
• ECL Logikniveaus