Druhy spínání

Spínání, které bude realizovat změnu jednoho stavu na druhý, může být realizováno několika způsoby:

1.    mechanicky (pomocí pák, vaček, …) - toto spínání je velmi pomalé, protože doby zpoždění (tj. doby nutné na změnu jednoho stavu na druhý) jsou řádově až 10 s a vyžaduje příkon až 10 kW;

2.    hydraulicky (pneumaticky) - doby zpoždění jsou řádově 10 ms až 1 s a zařízení vyžaduje příkon řádově jednotky wattů;

3.    elektrickými obvody z diskrétních součástek;

4.    číslicovými integrovanými obvody - jsou v současnosti nejvíce používané.

Mezi elektrické obvody z diskrétních součástek patří elektromagnetická relé, tranzistory a diody. Elektromagnetická relé jsou ovšem v současnosti již zastaralá - jejich doby zpoždění se pohybují v řádech 100 ms. Tranzistory a diody mají doby zpoždění menší než 10 ms a vyžadují výkon menší než 10 mW. Tento způsob realizace spínačů se využívá v současnosti spíše na amatérské úrovni. Konkrétně se používá:

1.    DL - diodová logika, pomocí níž se sestavují pasivní obvody;

2.    DTL - diodo tranzistorová logika realizovaná tak, že na vstupu obvodu je dioda a na výstupu tranzistor;

3.    RTL - rezistor tranzistorová logika realizovaná tak, že na vstupu obvodu jsou rezistory a na výstupu obvodu jsou tranzistory.

V současné době jsou nejvíce používané číslicové integrované obvody (digitální integrované obvody):

1.    TTL - tranzistor tranzistorová logika realizovaná bipolárními tranzistory, které jsou na vstupu i výstupu obvodu. Tento druh spínání obvodů je velmi rychlý - doba zpoždění je řádově 10 ns s příkonem menším než 10 mW na hradlo.

2.    ECL - emitorově vázaná logika sestavená z bipolárních tranzistorů. Zatím je to nejrychlejší způsob spínání: doba zpoždění je pod 1 ns s příkonem řádově 10 mW na hradlo. Nevýhodou tohoto druhu spínání je, že není kompatibilní s TTL a CMOS.

3.    CMOS - spínače realizované unipolárními tranzistory typu P a typu N (komplementární FETy). Ve srovnání s TTL jsou pomalejší (doba zpoždění je obvykle vyšší než 10 ns, což je způsobeno nižší pohyblivostí děr), ale mají nejnižší příkony (10 nW až 100 nW na hradlo). Jejich nevýhodou je velká citlivost na statickou elektřinu - proto mají velmi vysoký vstupní odpor. S jistou opatrností jsou kompatibilní s TTL.

4.    NMOS - realizovány tranzistory typu N - FET s dobou zpoždění podobnou jako má TT a s příkonem vyšším než CMOS (řádově  na hradlo). Jsou velmi citlivé na statickou elektřinu.

Logické obvody se staly jednou ze základních forem integrovaných obvodů proto, že logické obvody se v číslicových zařízeních často mnohonásobně opakují a navíc u logických obvodů nejsou podstatné tolerance jednotlivých parametrů tranzistoru.