තර්කන ද්වාර

සරලම ඉලෙක්ට්‍රෝනික තර්කන ආකාරය ඩයෝඩ තර්කනය වේ. මෙමගින් AND සහ OR ද්වාර නිර්මාණය කළ හැකි නමුත් අපවර්තක නිර්මාණය කළ නොහැකි හෙයින් මෙම තර්කන ආකාරය අසම්පූර්ණ වේ. තවද වර්ධනයකින් තොරව මේ ආකාර සරල තර්කන ක්‍රියාවලීන් වඩාත් සංකීර්ණ තර්කන ක්‍රියාවලි සඳහා කඳුරැලිකරණය කිරීම කළ නොහැක. සම්පූර්ණ තර්කන පද්ධතියක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා කපාට (රික්තක නළ) හෝ ට්‍රාන්සිස්ටර යොදා ගත හැක. ද්විධ්‍රැව ට්‍රාන්සිස්ටර භාවිත වන සරලම තාර්කික ද්වාර කාණ්ඩය ප්‍රතිරෝධක - ට්‍රන්සිස්ටර තර්කනය හෙවත් RTL ලෙස හැඳින්වේ. ඩයෝඩ තර්කන ද්වාර මෙන් නොව RTL ද්වාර වඩාත් සංකීර්ණ තර්කන ක්‍රියාවලීන් ලැබෙන පරිදි සීමාවකින් තොරව කඳුරැලිකරණය කළ හැක. මෙම ද්වාර මුල්අවදියේ සංගෘහිත පරිපථවල භාවිත විය. වඩාත් වේගවත් ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලබාගැනීම සඳහා RTL හි භාවිතා වූ ප්‍රතිරෝදක ඩයෝඩ මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කෙරුණු අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඩයෝඩ - ට්‍රාන්සිස්ටර තර්කනය හෙවත් DTL බිහිවීම සිදුවිය. පසුකාලීනව එක් ට්‍රාන්සිස්ටරයකට ඩයෝඩ දෙකක ක්‍රියාකාරිත්වයට සමාන ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලබාදිය හැකි බවත් එහිදී ඒ සඳහා වැය වන්නේ එක් ඩයෝඩයක් සඳහා වැය වන ඉඩ ප්‍රමාණය බවත් සොයා ගන්නා ලදී. තවද ට්‍රාන්සිස්ටර භාවිතයේදී වඩාත් සීඝ්‍රයෙන් අපර අවධිය නිවාදැමීම සිදුවන බැවින් එහි ක්‍රියාකාරිත්වය ඩයෝඩ යුගලක ක්‍රියාකාරිත්වය ඉක්මවා යන බව ද පැහැදිලි විය. ඒ අනුව ට්‍රාන්සිස්ටර - ට්‍රාන්සිස්ටර තර්කනය හෙවත් TTL බිහිවීම සිදුවිය. සියළුම නූතන සංඛ්‍යාංක පද්ධති චීප ක්‍රියාත්මකකරණයේදී ද්වීධ්‍රැව ට්‍රාන්සිස්ටර ඒවාට අනුරූප වන ක්ෂේත්‍ර ආචරණ ට්‍රාන්සිස්ටර මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කර ඇත. මේ මගින් ඒවායේ විශාලත්වය සහ ජව උත්සර්ජනය තවදුරටත් අවමවී තිබෙන අතර මෙහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අනුපූරක ලෝහ ඔක්සයිඩ අර්ධ සන්නායක (CMOS) තර්කනය බිහිවිය.

කුඩා පරිමාණ තාර්කික ක්‍රියාවලීන්හිදී සැලසුම් කරුවන් ‘Texas instruments’ ආයතනය මගින් නිෂ්පාදනය කෙරෙන TTL 7400 ශ්‍රේණිය හෝ ‘RCA’ මගින් නිෂ්පාදිත CMOS 4000 ශ්‍රේණිය සහ ඇතැම් විට මෙම ශ්‍රේණීන්ගේ වඩාත් නූතන ආකාර වැනි නිමි තාර්කික ද්වාර කාණ්ඩ භාවිතා කරති. මේ ආකාර TTL උපාංග තුළ AND ඵලය ලබා ගැනීම සඳහා භාවිතා වන වෙන්වෙන් උපාංග ලෙස ලබාගත නොහැකි විමෝචක ගණනාවකින් යුත් ට්‍රාන්සිස්ටර අන්තර්ගත වේ. නමුත් මෙම නිශ්චිත ක්‍රියාවලීන්ගෙන් යුත් තාර්කික ද්වාර ප්‍රකමණය කළ හැකි තාර්කික ද්වාර මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වෙමින් පවතී. ප්‍රකමණය කළ හැකි තාර්කික ද්වාර භාවිතයත් සමග සැළසුම් කරුවන්ට තනි සංගෘහිත පරිපතයක් තුළට විවිධාකාර තාර්කික ද්වාර විශාල සංඛ්‍යාවක් අන්තර්ගත කරවීමේ හැකියාව ලැබී ඇත. FPGA වැනි ප්‍රකමණය කළ හැකි තාර්කික උපාංගවල ක්ෂේත්‍රයේදී ප්‍රකමණය කරවීමේ හැකියාව නිසා දෘඩාංගවල දෘඩ බව ක්‍රමයෙන් ඉවත්වෙමින් පවතී. මේ අනුව දැන් දෘඩාංග පද්ධතියක තර්කන සැලසුම එහි උපාංග කිහිපයක් නැවත ප්‍රකමණය කිරීම මගින් වෙනස් කළ හැක. මේ මගින් තර්කන පද්ධතියක දෘඩාංගමය ක්‍රියාකාරිත්වයේ ගුණාංග සහ ඵලයන් වෙනස් කළ හැකි වේ.

ඉලෙක්ට්‍රෝනික තාර්කික ද්වාර ඒවාට තුල්‍ය පිලියවන-සහ-ස්විච ආකාරවලින් දැඩි ලෙස වෙනස් වේ. මේවා වඩාත් සීඝ්‍රයෙන් ක්‍රියා කරන අතර සාපේක්ෂව ඉතා අඩු බල ශක්තියක් භාවිත කරයි. එමෙන්ම මේවා ප්‍රමාණයෙන් ද වඩාත් කුඩා වේ. (බොහෝ විට මෙම වාසි දායක ගුණාංග මිලියන ගුණයක පරිමාණය පවතී) තවද මෙහිදී මූලික ව්‍යුහමය වෙනසක් ද පවතී. ස්විච පරිපථය ආදානය සහ ප්‍රතිදානය අතර ධාරා ගලනය සඳහා (දෙපසටම) සන්තතික ලෝහමය ගමන් මගක් නිර්මාණය කරයි. නමුත් අර්ධ සන්නායක තාර්කික ද්වාරය උච්ච-ලාභ වෝල්ටීයතා වර්ධකයක් ලෙස ක්‍රියාකරන අතර ආදානය ඔස්සේ කුඩා ධාරාවක් ලබාගෙන ප්‍රතිදානය ඔස්සේ අඩු සම්බාධන වෝල්ටීයතාවක් ලබාදේ. අර්ධ සන්නායක තාර්කික ද්වාරයක ආදානය සහ ප්‍රතිදානය අතර ධාරාවක් ගැලිය නොහැක.

7400 සහ 4000 වැනි ප්‍රමාණික සංගෘහිත පරිපථ තර්කණ කාණ්ඩවල තවත් වාසියක් වන්නේ ඒවා කඳුරැලිකරණය කළ හැකි වීමයි. මෙහි අදහස වන්නේ එක් ද්වාරයක ප්‍රතිදානය තවත් ද්වාර එකක හෝ කිහිපයක ආදානයන් වෙත ලබාදිය හැකි බවයි. මෙය දිගින් දිගටම කළ හැකි අතර මේ ඔස්සේ එක් එක් සංගෘහිත පරිපථයේ සීමාවන් සලකමින් ද්වාරවල අභ්‍යන්තර ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ දැඩි අවධානයක් යොමු කිරීමෙන් තොරව අභිමත සංකීර්ණතාවන්ගෙන් යුත් පද්ධතීන් නිර්මාණය කළ හැක.

ප්‍රායෝගිකව එක් ද්වාරයක ප්‍රතිදානයට සම්බන්ධ කළ හැකි වෙනත් ද්වාරවල ආදානයන් සංඛ්‍යාව සීමිත වේ. මෙම සීමාව විසුරුම්-සම්බන්ධක සීමාව ලෙස හැඳින්වේ. නමුත් TTL පරිපත හා සංසන්දනය කරන විට වඩාත් නූතන CMOS තාර්කික පරිපථ මෙම සීමාව වෙත ළඟාවීම සිදු නොවන තරම් වේ. තවද ද්වාරයක ආදානය වෙනස් වීමේ සිට එහි ප්‍රතිදානය වෙනස් වීම දක්වා සම්ප්‍රේෂණ පමාව නම් කාලප්‍රාන්තරයක් පවතී. ද්වාර කඳුරැලිකරණය කළ විට මුළු සම්ප්‍රේෂක පමාව දළ වශයෙන් භාවිත වූ එක් එක් ද්වාරයේ සම්ප්‍රේෂණ පමාවේ ‍ෛඑක්‍යයට සමාන වේ. අධිවේගී පරිපථවලදී මෙය ගැටළු සහගත වේ.