Logica cuplată cu emițător ( ECL, ECL ) este o modalitate de a construi elemente logice bazate pe trepte diferențiale de tranzistor . ESL este cea mai rapidă dintre toate tipurile de logică construită pe tranzistoare bipolare . Acest lucru se datorează faptului că tranzistoarele din ESL funcționează într-un mod liniar, fără a intra în saturație, ieșirea din care este lentă. Valorile scăzute ale diferențelor logice în logica ESL ajută la reducerea impactului asupra performanței capacităților parazite [1] .
Detaliul principal al logicii ESL este un circuit de comparație potențial asamblat nu pe diode (ca în DTL ), ci pe tranzistoare. Circuitul este format din tranzistoare conectate prin emițători și conectate la carcasă (sau putere) printr-un rezistor . În acest caz, tranzistorul, în care tensiunea de bază este mai mare, trece curentul principal prin el însuși. De obicei, un tranzistor din circuitul de comparație este conectat la un nivel de referință egal cu tensiunea de prag logic, iar tranzistoarele rămase sunt intrări. Circuitele de ieșire ale circuitului de comparație sunt alimentate la tranzistoarele de amplificare și de la acestea la adepții emițătorului de ieșire .
O caracteristică a ESL este viteza crescută (150 MHz deja în primele mostre ale anilor 1960 și 0,5 ... 2 GHz în anii 1970-1980) și consumul de energie în comparație cu TTL și CMOS (la frecvențe joase, la frecvențe înalte - aproximativ egal), imunitate scăzută la zgomot, grad scăzut de integrare (limitat, în special, de consumul mare de energie al fiecărui element, care nu permite plasarea multor elemente într-un singur caz, deoarece aceasta va duce la supraîncălzire) și, ca urmare, cost ridicat.
ESL a fost inventat în august 1956 de inginerul IBM Hannon S. Yourke [ 3 ] [ 4] . Numit inițial „logică controlată curent”, a fost folosit în calculatoarele Stretch , IBM 7090 și IBM 7094 [2] . S-a folosit și numele schemei mod curent [5] .
Comutatorul de curent York era un amplificator diferenţial în care nivelurile logice de intrare ale semnalelor diferă de la ieşire [5] . În circuitul York, diferența dintre nivelurile de tensiune de referință a fost de 3 volți. În acest sens, au fost utilizate două versiuni complementare ale elementelor logice: NPN și PNP. Ieșirea versiunii NPN ar putea conduce intrările versiunii PNP și invers. Dezavantajele circuitului au fost utilizarea surselor suplimentare de tensiune și utilizarea atât a tranzistoarelor PNP, cât și a NPN [2] .
Mai târziu, în loc de alternarea versiunilor NPN și PNP ale porților, a fost propusă o metodă folosind diode și rezistențe zener pentru a muta nivelurile logice de ieșire la valorile nivelurilor logice de intrare [5] . În computerul BESM-6 , în același scop, în comutatorul de curent a fost introdusă o sursă de alimentare secundară bazată pe un transformator și un redresor cu undă completă cu punct de mijloc, numită „sursă de energie suspendată” [6] .
Odată cu apariția circuitelor integrate digitale ale logicii ESL, un emițător adept a început să fie utilizat pentru a schimba nivelurile logice de ieșire, ceea ce oferă, de asemenea, o creștere a factorului de ramificare.
Prima serie de cipuri logice ECL, MECL I, a fost introdusă de Motorola în 1962 [7] . Motorola a dezvoltat seria MECL II îmbunătățită în 1966 și MECL III în 1968. MECL III a avut o întârziere de propagare a semnalului de 1 nanosecundă și o frecvență de comutare de declanșare de până la 500 MHz. În 1971, seria 10000 a fost lansată cu consum de energie și viteză reduse [7] .
Consumul mare de energie al ESL a limitat utilizarea acestuia doar în circuite în care viteza maximă era importantă. ESL a fost folosit în mainframe -urile IBM din seria IBM System/390 [8] , supercomputerul Cray-1 [9] , prima generație de mainframe Amdahl , calculatoarele UE seria 2 , calculatoarele Elbrus-2 .
Serii de microcircuite de producție internă:
| Chip-uri logice | |
|---|---|