SCL (Source Coupled Logic)

SCL (Source Coupled Logic)

Logica cu surse cuplate e de fapt tehnica similara cu a circuitelor logice bipolare cuplate in emitor, mai explicit -cand tehnica e implementata in CMOS se numeste SCL, iar daca e implementata in procese bipolare se numeste ECL.

Portile logice implementate folosind SCL se bazeaza pe dirijarea curentului astfel incat sa indeplineasca o anumita functie logica. Intrarile unei astfel de porti folosesc perechi diferentiale pentru a conduce (dirija) curentul, acestea realizand operatia logica. Fiecare pereche diferentiala actioneaza ca un intreg, dirijand curentul pe o cale daca intrarea e "1" logic si pe cea complementara daca intrarea e "0" logic. Cele mai importante particularitati a acestor circuite sunt: natura lor complet diferentiala si reducerea tensiunii de swing.

Acestea permit marirea vitezei, imbunatatirea puritatii spectrale si reducerea tensiunii de swing. In figura de mai jos este evidentiata logica diferentiala comparata cu logica statica.

Figura 9. Excursia tensiunii pentru logica statica si cea diferentiala

Se observa diferenta de nivel a componentei continue, la logica statica , aceasta va fi la mijlocul distantei dintre Vdd si ΔV   (), pe cand la logica diferentiala componenta continua va varia in jurul componentei 0. [2]

Daca se foloseste logica statica, atunci se va trece iesirea printr-un inversor spre a obtine stare logica "0". In plus, logica diferentiala e diferita de logica statica prin faptul ca semnalele diferentiale nu folosesc full swing (toata gama de variatie a tensiunii intre cele doua alimentari).  

Tensiunile corespunzatoare pentru logica diferentiala sunt reprezentate de sistemul de inecuatii urmatoar:

(2)

Structura generalizata a unui circuit SCL este prezentata mai jos si contine:

perechi diferentiale de tranzistoare in starea de saturatie (conectate direct la iesire care trebuie sa asigure un castig constant a amplificarii circuitului si sa mentina o variatie a tensiune corespunzatoare);

perechi de tranzistoare care opereaza asemenea unor comutatoare ;

sarcina circuitului prin care se inchide curentul de polarizare poate fi realizata cu rezistente pasive, diode MOS sau tranzistoare MOS (aceasta sarcina va determina iesirea circuitului si implicit comportamentul dinamic).

Figura 10. Structura generalizata a unui circuit SCL

Bufferul si inversorul SCL sunt singurele 2 porti logice care au un singur set de intrari diferentiale. De fapt, structura lor este aceeasi, diferenta consta in modul in care se culege semnalul de iesire, daca inverseaza sau nu.

Toate celelalte porti logice au intrari multiple, de acea necesita comparari multiple pentru a determina in mod corect iesirea corespunzatoare. De exemplu, pentru poarta logica "SI", exista 2 intrari si de aceea trebuie determinat daca intrarea A este in stare "high" sau "low", respectiv intrarea B. [3]