Lógica acoplada por emisor


En electrónica, la lógica de emisor acoplado ( ECL ) es una familia lógica de transistor bipolar de circuito integrado de alta velocidad . ECL utiliza un amplificador diferencial de transistor de unión bipolar (BJT) saturado con entrada de un solo extremo y corriente de emisor limitada para evitar la región de operación saturada (completamente encendida) y su comportamiento de apagado lento. [2] A medida que la corriente se dirige entre dos tramos de un par acoplado a emisor, la ECL a veces se denomina lógica de dirección de corriente (CSL), [3] lógica de modo de corriente (CML) [4] o emisor-seguidor de interruptor de corriente (CSEF) lógica.[5]

En ECL, los transistores nunca están saturados, los voltajes de entrada / salida tienen una pequeña oscilación (0,8 V), la impedancia de entrada es alta y la impedancia de salida es baja. Como resultado, los transistores cambian de estado rápidamente, los retardos de las puertas son bajos y la capacidad de distribución es alta. [6] Además, el consumo de corriente esencialmente constante de los amplificadores diferenciales minimiza los retrasos y fallos debidos a la inductancia y capacitancia de la línea de suministro, y las salidas complementarias disminuyen el tiempo de propagación de todo el circuito al reducir el recuento del inversor.

La principal desventaja de ECL es que cada puerta consume corriente continuamente, lo que significa que requiere (y disipa) significativamente más energía que las de otras familias lógicas, especialmente cuando está inactiva.

Una variación de ECL en la que todas las rutas de señal y entradas de puerta son diferenciales se conoce como lógica de interruptor de corriente diferencial (DCS). [8]

ECL fue inventado en agosto de 1956 en IBM por Hannon S. Yourke . [10] [11] Originalmente llamada lógica de dirección de corriente , se usó en las computadoras Stretch , IBM 7090 e IBM 7094 . [9] La lógica también se denominó circuito en modo corriente. [12] También se utilizó para hacer los circuitos ASLT en IBM 360/91. [13] [14] [15]

El interruptor de corriente de Yourke era un amplificador diferencial cuyos niveles lógicos de entrada eran diferentes de los niveles lógicos de salida. "Sin embargo, en el modo de funcionamiento actual, la señal de salida consta de niveles de voltaje que varían alrededor de un nivel de referencia diferente del nivel de referencia de entrada". [16] En el diseño de Yourke, los dos niveles de referencia lógica diferían en 3 voltios. En consecuencia, se utilizaron dos versiones complementarias: una versión NPN y una versión PNP. La salida NPN podría controlar las entradas PNP y viceversa. "Las desventajas son que se necesitan voltajes de suministro de energía más diferentes y se requieren transistores pnp y npn". [9]


Diagrama de circuito de puerta básico Motorola ECL 10,000 de 1972. [1]
El cambio actual de Yourke (alrededor de 1955) [9]
La imagen representa un diagrama de circuito ECL típico basado en el MECL de Motorola. En este esquema, el transistor T5 'representa el transistor de salida de una puerta ECL anterior que proporciona una señal lógica al transistor de entrada T1 de una puerta OR / NOR cuya otra entrada está en T2 y tiene salidas Y e Y. Imágenes adicionales ilustran el funcionamiento del circuito visualizando el alivio de voltaje y la topología de corriente a bajo voltaje de entrada ("0" lógico), durante la transición y a alto voltaje de entrada ("1" lógico).