La lógica acoplada por emisor ( ECL, ECL ) es una forma de construir elementos lógicos basados en etapas diferenciales de transistores . ESL es el más rápido de todos los tipos de lógica construida sobre transistores bipolares . Esto se debe al hecho de que los transistores en ESL funcionan en modo lineal, sin entrar en saturación, cuya salida es lenta. Los valores bajos de las diferencias lógicas en la lógica ESL ayudan a reducir el impacto en el rendimiento de las capacitancias parásitas [1] .
El detalle principal de la lógica ESL es un circuito de comparación potencial ensamblado no en diodos (como en DTL ), sino en transistores. El circuito consta de transistores conectados por emisores y conectados a la caja (o potencia) a través de una resistencia . En este caso, el transistor, en el que la tensión de base es mayor, pasa la corriente principal a través de sí mismo. Por lo general, un transistor en el circuito de comparación está conectado a un nivel de referencia igual al voltaje de umbral lógico y los transistores restantes son entradas. Los circuitos de salida del circuito de comparación se alimentan a los transistores amplificadores, y de ellos a los seguidores del emisor de salida .
Una característica de ESL es el aumento de la velocidad (150 MHz ya en las primeras muestras de la década de 1960 y 0,5 ... 2 GHz en la década de 1970-1980) y el consumo de energía en comparación con TTL y CMOS (a bajas frecuencias, a altas frecuencias - aproximadamente igual), baja inmunidad al ruido, bajo grado de integración (limitado, en particular, por el alto consumo de energía de cada elemento, que no permite colocar muchos elementos en un caso, ya que esto provocará un sobrecalentamiento) y, como resultado, Alto costo.
ESL fue inventado en agosto de 1956 por el ingeniero de IBM Hannon S. Yourke [ 3 ] [ 4] . Originalmente llamada "lógica controlada por corriente", se utilizó en las computadoras Stretch , IBM 7090 e IBM 7094 [2] . También se utilizó el nombre esquema de modo actual [5] .
El interruptor de corriente de York era un amplificador diferencial en el que los niveles lógicos de entrada de las señales diferían de los de salida [5] . En el circuito de York, la diferencia en los niveles de voltaje de referencia fue de 3 voltios. En este sentido, se utilizaron dos versiones complementarias de elementos lógicos: NPN y PNP. La salida de la versión NPN podría impulsar las entradas de la versión PNP y viceversa. Las desventajas del circuito eran el uso de fuentes de voltaje adicionales y el uso de transistores PNP y NPN [2] .
Más tarde, en lugar de alternar las versiones de puertas NPN y PNP, se propuso un método que utiliza diodos zener y resistencias para cambiar los niveles lógicos de salida a los valores de los niveles lógicos de entrada [5] . En la computadora BESM-6 , con el mismo propósito, se introdujo una fuente de alimentación secundaria en el interruptor de corriente a base de un transformador y un rectificador de onda completa con un punto medio, denominada "fuente de alimentación suspendida" [6] .
Con la llegada de los circuitos integrados digitales de lógica ESL, se comenzó a utilizar un seguidor de emisor para cambiar los niveles lógicos de salida, lo que también proporciona un aumento en el factor de ramificación.
La primera serie de chips lógicos ECL, MECL I, fue presentada por Motorola en 1962 [7] . Motorola desarrolló la serie mejorada MECL II en 1966 y MECL III en 1968. MECL III tenía un retraso de propagación de la señal de 1 nanosegundo y una frecuencia de conmutación de activación de hasta 500 MHz. En 1971, se lanzó la serie 10000 con consumo de energía y velocidad reducidos [7] .
El alto consumo de energía de la ESL limitó su uso solo en circuitos donde la velocidad máxima era importante. ESL se utilizó en los mainframes de IBM de la serie IBM System/390 [8] , la supercomputadora Cray-1 [9] , la primera generación de mainframes Amdahl , las computadoras serie 2 EU, las computadoras Elbrus-2 .
Serie de microcircuitos de producción nacional:
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