Материал: mikroshemotehnika

До складу стандартних ТТЛ-серій входять ЛЕ без колекторного навантаження вихідного ключа – інвертора – ЛЕ з так званим «відкритим» колектором (рис. 2.18). Ці логічні елементи призначені для роботи із зовнішнім навантаженням – індикаторними приладами, реле, лініями затримки тощо. Базовими ЛЕ деяких серій ЦІС (наприклад, 530, 531) є так звані ТТЛШ-елементи. Ці ЛЕ побудовані за такими самими схемотехнічними принципами, що і ТТЛелементи (наприклад, схема рисунка 2.16 зі складеним транзистором), однак замість звичайних транзисторів у них застосовуються транзистори з діодом Шотткі. Такі ТТЛШелементи мають підвищену швидкодію.

+E

V1

Рисунок 2.18 – ЛЕ з «відкритим» колектором

2.3.5 Основні характеристики і параметри ТТЛ-елементів

СПХ ТТЛ елемента І НЕ зі складним інвертором (рис. 2.13) показана на рисунку 2.19.

Характерними ділянками на ній є:

І – закритий стан транзистора V2 ; Uвих U1 3,6B .

ІІ – транзистор V2 відкритий, а транзистор V4 – ще закритий.

76

Рисунок 2.19 – СПХ ТТЛ-елемента зі складним інвертором

Параметри БЛЕ І НЕ можуть бути визначені за СПХ

(E 5B).

Споживана потужність Pсер 20 40мВт,

для 134 серії Pсер 2мВт.

Чим більша частота перемикання БЛЕ, тим більша їх споживана потужність.

2.4 Емітерно-зв’язані логічні елементи

Основна перевага емітерно-зв’язаних логічних елементів (ЕЗЛ) перед ТТЛ-елементами – це більша швидкодія (наприклад, серія 500 із часом затримки на каскад 2 нс). Основу будови БЛЕ ЕЗЛ-типу складають описані у 2.2.2 потенціальні інвертори з перемиканням емітерного струму. Такий ПІ має два виходи – прямий та інверсний, що дозволяє розширити логічні можливості елемента.

Висока швидкодія ЕЗЛ-елементів зумовлена роботою біполярних транзисторів, що входять до складу перемикачів струму, в ненасиченому (лінійному, активному) режимі. Зменшення часу затримки передавання сигналу досягається також за рахунок обмеження логічного перепаду вихідної напруги. Проте ця обставина приводить до зменшення завадостійкості ЛЕ.

2.4.1 Основна схема емітерно-зв’язаного логічного елемента АБО-НЕ/АБО

Принцип будови і функціонування ЕЗЛ-елемента розглянемо на прикладі його основної схеми, яка реалізує операцію АБО НЕ/АБО (рис. 2.20).

Схема побудована на базі перемикача емітерного струму (транзистори V1, V2 , …, Vn і Vоп ). В одне плече схеми паралельно ввімкнено кілька біполярних транзисторів (V1,V2 , …, Vn ), число яких дорівнює кількості входів ЛЕ. Вхідні сигнали подаються на їхні бази. Vоп – опірний транзистор, на базу якого подається опірна напруга Uоп .

78

Рисунок 2.20 – Основна схема ЕЗЛ-елемента АБО НЕ/АБО

Емітери транзисторів Vоп , V1, V2 , …, Vn з’єднані між собою і під’єднані до спільного резистора RE . Вихідні сигнали знімають з колекторів плечей схеми через емітерні повторювачі Vвих1 і Vвих2 . Емітерні повторювачі забезпечу-

ють сумісність ЛЕ за вхідними і вихідними рівнями напруги, а також зменшують вихідний опір ЛЕ з метою підвищення його навантажувальної здатності і швидкодії.

Розглянемо роботу ЕЗЛ-елемента в позитивній логіці: E U1 Uоп – високий потенціал; U0 Uоп – низький потенціал (рис. 2.21). Логічні рівні U1 і U0 необхідно вибирати симетричними стосовно напруги Uоп , а величина логічного перепаду Umвх повинна перевищувати ширину

активної зони U (рис. 2.21), тобто

Umвх U1 U0 U .

Нехай на всі входи ЕЗЛ-елемента надходять логічні «нулі», тобто

x1 x2 ... xn U0 .

79

Усі вхідні транзистори V1, V2 , …, Vn закриваються і переходять до режиму відсічки, а опірний транзистор Vоп –

відкритий і працює в активному режимі. Через нього протікає весь струм IE .

Рисунок 2.21 – Діаграми напруг основної схеми ЕЗЛ-елемента

На виходах ЛЕ установлюються потенціали

Uвих1 E U1 ( y1 1),

Uвих2 E IERK U0 ( y0 0).

Якщо хоча б на один із входів ЕЗЛ-елемента подається

входів – логічні «нулі» ( x2 x3 ... xn U0 ), то вхідний транзистор V1 відкривається і переходить до активного режиму, шунтуючи решту транзисторів V2 , V3 , …, Vn .

80