Базовый элемент ТТЛ

Базовый элемент ТТЛ ТТЛ с простым инвертором Данная схема с простым инвертором выполняет функцию логического умножения. Транзистор VT1 в интегральном исполнении может иметь до 8 эмиттеров, причем взаимодействие между эмиттерами исключено, из-за разделения их пассивной областью базы. Подадим на Х1 и Х2 уровень логического нуля. При этом VT1 находится в режиме насыщения, , а VT2 – в режиме отсечки. На выходе Y установится уровень логической единицы. Подадим на X1 и X2 уровень логической единицы. При этом VT1 находится в инверсном активном режиме. Ток текущий через транзистор VT1 насыщает транзистор VT2. Тогда на выходе Y установится уровень логического нуля. Если хотя бы на одном из входов VT1 имеется уровень логического нуля, то напряжение на других входах никак не повлияет на состояние схемы. При работе на емкостную нагрузку время переключения , Базовый элемент ТТЛ со сложным инвертором В данной схеме VT1 выполняет функцию умножения, VT2 – фазоинверсный каскад, VT3 и VT4 – усилительный каскад. Диоды VD1 и VD2 служат для защиты от обратного напряжения на входе транзистора VT1. VD3 – для надежного запирания VT3 при уровне логического нуля. Рассмотрим передаточную характеристику: На I участке: При , VT1 – в режиме насыщения, VT2-VT4 – в режиме отсечки. На II участке: , VT2 – в нормальном активном режиме. Коэффициент усиления На III участке , VT2, VT4 в нормальном активном режиме. На IV участке , , транзисторы VT2, VT4 – в режиме насыщения, VT3 – в режиме отсечки. Входная ВАХ: При , является вытекающим При входной ток описывается формулой и является втекающим. Динамический режим работы БЭ ТТЛ. Будем считать элементы схемы идеальными, и учитывать только влияние емкости . Изобразим временные диаграммы и . Исследуем установление фронта (включение) Исходное состояние в схеме до момента : Так как имеется инверсный каскад, то на выходе имеем напряжение логической единицы. VT2 и VT4 находятся в режиме отсечки, VT3 и VD3 открыты. Если бы нагрузка была не емкостной, то при переключении на выходе сразу установился бы логический ноль. Но, так как емкость нагрузки C1, она же заряжена до уровня логической единицы, происходит разряд через транзистор VT4. Здесь время определяется так же, как и в транзисторном ключе: При и , Сравнив это время с временем включения элемента ТТЛ без емкостной нагрузки увидим, что на процесс включения емкость практически не оказывает влияния. Рассмотрим фронт . В момент времени состояние схемы меняется. При этом начинает заряжаться напряжением Очевидно, что ёмкость оказывает большое значение на выключение элемента ТТЛ При выключении элемента ТТЛ транзисторы VT3 и VT4 некоторое время находятся в нормальном активном режиме, при этом через них течет так называемый «сквозной ток». Причем Для исключения этого влияния параллельно источнику устанавливают шунтирующий конденсатор, позволяющий сгладить провал питания. При вылючении ТТЛ, , получаем всплеск, из-за разряда . Для устранения используют короткую и широкую общую шину. Кроме элемента ТТЛ существует элемент ТТЛШ с диодом Шоттки. Некоторый его недостаток – несколько повышенный уровень логического нуля. Существует элемент с открытым коллектором, в котором отсутствует VT3 и VD3, а сигнал снимается с коллектора VT4. Такой элемент служит для регулировки тока нагрузки, организации проводного «или». Существует элемент с 3-мя состояниями, имеет дополнительный вход, при подаче напряжения на который транзисторы в элементе ТТЛ закрываются. ТТЛ ТТЛШ K(P) 155 531 1533 555 Pпотр 10мВт 19мВт 1,2мВт 2мВт t задержки 20нСек 5нСек 14нСек 18нСек