Emitterkopplad logik ( ECL, ECL ) är ett sätt att bygga logiska element baserade på differentialtransistorsteg . ESL är den snabbaste av alla typer av logik byggd på bipolära transistorer . Detta beror på det faktum att transistorerna i ESL arbetar i ett linjärt läge, utan att gå in i mättnad, vars utgång är långsam. Låga värden på logiska skillnader i ESL-logik hjälper till att minska påverkan på prestandan av parasitiska kapacitanser [1] .
Huvuddetaljen i ESL-logik är en potentialjämförelsekrets monterad inte på dioder (som i DTL ), utan på transistorer. Kretsen består av transistorer anslutna med sändare och anslutna till höljet (eller strömmen) via ett motstånd . I detta fall passerar transistorn, i vilken basspänningen är högre, huvudströmmen genom sig själv. Typiskt är en transistor i jämförelsekretsen ansluten till en referensnivå lika med den logiska tröskelspänningen, och de återstående transistorerna är ingångar. Jämförelsekretsens utgångskretsar matas till de förstärkande transistorerna och från dem till utgångs -emitterföljarna .
Ett kännetecken för ESL är den ökade hastigheten (150 MHz redan i de första proven på 1960-talet och 0,5 ... 2 GHz på 1970-1980-talet) och strömförbrukningen jämfört med TTL och CMOS (vid låga frekvenser, vid höga frekvenser - ungefär lika), låg brusimmunitet, låg integrationsgrad (begränsad, särskilt av den höga strömförbrukningen för varje element, vilket inte tillåter att många element placeras i ett fall, eftersom detta kommer att leda till överhettning) och, som ett resultat, hög kostnad.
ESL uppfanns i augusti 1956 av IBM -ingenjören Hannon S. Yourke [ 3 ] [ 4] . Ursprungligen kallad "strömkontrollerad logik", användes den i Stretch- , IBM 7090- och IBM 7094-datorerna [2] . Namnet nuvarande lägesschema [5] användes också .
York-strömbrytaren var en differentialförstärkare där ingångslogiknivåerna för signalerna skilde sig från utgången [5] . I York-kretsen var skillnaden i referensspänningsnivåerna 3 volt. I detta avseende användes två kompletterande versioner av logiska element: NPN och PNP. Utdata från NPN-versionen skulle kunna driva ingångarna från PNP-versionen och vice versa. Nackdelarna med kretsen var användningen av ytterligare spänningskällor och användningen av både PNP- och NPN-transistorer [2] .
Senare, istället för att alternerande NPN- och PNP-versioner av grindar, föreslogs en metod med hjälp av zenerdioder och motstånd för att skifta de logiska utgångsnivåerna till värdena för de logiska ingångsnivåerna [5] . I BESM-6- datorn, för samma ändamål, infördes en sekundär strömkälla i strömbrytaren baserad på en transformator och en helvågslikriktare med en mittpunkt, kallad en "upphängd strömkälla" [6] .
Med tillkomsten av digitala integrerade kretsar av ESL-logik började en sändarföljare användas för att skifta logiknivåerna för utsignalen, vilket också ger en ökning av förgreningsfaktorn.
Den första serien av ECL-logikchips, MECL I, introducerades av Motorola 1962 [7] . Motorola utvecklade den förbättrade MECL II-serien 1966 och MECL III 1968. MECL III hade en signalutbredningsfördröjning på 1 nanosekund och en triggeromkopplingsfrekvens på upp till 500 MHz. 1971 släpptes 10000-serien med minskad strömförbrukning och hastighet [7] .
Den höga strömförbrukningen hos ESL begränsade dess användning endast i kretsar där maximal hastighet var viktig. ESL användes i IBM stordatorer i IBM System/390 -serien [8] , Cray-1 superdatorer [9] , den första generationen av Amdahl stordatorer , serie 2 EU-datorer , Elbrus-2- datorer .
Serie av mikrokretsar av inhemsk produktion:
| Logiska chips | |
|---|---|