Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

БЛЭ транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)




Схемотехнически большинство ИС, входящих в состав серии ТТЛ, выполнено на основе комбинации двух базовых схем: элемента И-НЕ (штрих Шеффера) и расширителя по ИЛИ.

ЛЭ И-НЕ ТТЛ (штрих Шеффера)

       
   

 


реализует лог. операцию И VT2+R2 – двухтактный выходной

фазорасще- усилитель мощности

питель;

R3+R4+

VT3 – цепь

нелинейной

коррекции:

увеличивает

быстродейс-

твие ЛЭ,

амплитудно-

передаточную

характеристику

приближает к

прямоугольной

Если хотя бы один вход элемента x 0, …, x n-1 непосредственно подключен к общей шине (лог. 0), то транзистор VT1 оказывается насыщенным током, протекающим от источника питания через резистор R1. Напряжение на его коллекторе будет мало отличаться от нулевого ® VT2 окажется заперт. Т.к. эмиттерный ток VT2» 0, будет заперт и VT5. Ток, протекающий через R2, втекает в базу VT4, насыщая его. Поэтому напряжение на выходе у ЛЭ близко к напряжению питания (лог. 1) и определяется выражением . R5 ограничивает «сквозной ток» ЛЭ.

Если все эмиттерные переходы VT1 заперты высоким уровнем входного напряжения (лог. 1), то его коллекторный переход смещается в прямом направлении, по цепи резистор R1 – коллекторный переход VT1 – последовательно соединенные эмиттерные переходы транзисторов VT2 и VT5 будет протекать ток, который насытит транзисторы VT2 и VT5, и на выходе у ЛЭ установится низкое напряжение (лог. 0). Транзистор VT4 заперт.

Расширитель по ИЛИ

Расширитель по ИЛИ повторяет первые два каскада элемента И-НЕ и содержит входной многоэмиттерный транзистор VT1 с резистором R1 и транзистор VT2 фазорасщепителя. Объединение элементов И-НЕ и раширителя по ИЛИ путем соединения точек а и б позволяет получить ЛЭ, реализующий последовательность операций И-ИЛИ-НЕ. Параллельное соединение нескольких выходов таких ЛЭ недопустимо, т.к. формирование на них сигналов различных уровней приведет к выходу из строя транзисторов выходного усилителя мощности (параллельно можно соединять только синхронно работающие элементы).

Для расширения функциональных возможностей этих серий логики были разработаны элемент И-НЕ с открытым коллектором (согласование логических схем с внешними исполнительными устройствами), элемент И-НЕ с повышенной нагрузочной способностью (увеличение коэффициента разветвления по выходу), элемент И-НЕ с третьим (высокоимпедансным) состоянием (предназначен для совместной работы нескольких элементов на общую шину).

Статические характеристики и динамические параметры БЛЭ И-НЕ ТТЛ

1) Амплитудная передаточная характеристика(АПХ) БЛЭ ТТЛ соответствует характеристике инвертирующего усилителя и измеряется при подаче на (n -2) входа элемента пассивных (лог. 1) уровней и характеризует изменение выходного напряжения элемента при плавном изменении от 0 до U П напряжения на (n -1)-м его входе при условии, что нагрузка на выходе остается постоянной.

Для нормальной работы элемента необходимо:

;

.

– напряжение логического перепада.

2) Выходная характеристика отражает изменение выходного напряжения БЛЭ от тока, протекающего в цепи нагрузки, при неизменной комбинации входных логических переменных. Различают две выходных характеристики БЛЭ: для лог. 0 и лог. 1.

лог. 1лог. 0

Выходные характеристики позволяют также рассчитать выходные сопротивления БЛЭ для режимов лог. 0 и лог. 1.

3) Входная характеристика отражает зависимость входного тока одного из входов БЛЭ от изменения его входного напряжения при условии, что на все остальные входы поданы значения пассивного логического уровня (лог. 1 для И-НЕ), а нагрузка на выходе постоянна.

 

 

Динамические свойства БЛЭ определяются

типовыми динамическими параметрами:

1) Опр. Временем задержки распространения t зр называется временной интервал между перепадами входного и выходного напряжения, измеренный по заданному их уровню (обычно полусумме асимптотических значений напряжений лог. 0 и лог. 1).

Как правило, .

При расчетах пользуются величиной

2) Длительность переключения выходного сигнала t ф (по изменению напряжения в диапазоне от 0.1 до 0.9 от максимального значения).

 

Повышение быстродействия БЛЭ ТТЛ возможно за счет увеличения рассеиваемой в элементе мощности (увеличение коллекторного тока выходного транзистора ® уменьшение T перезаряда = R К C КБ), а также с использованием диодов и транзисторов Шоттки (уменьшение времени рассасывания неосновных носителей заряда) – ТТЛШ с уменьшенным потреблением (примерно в 5 раз меньше, чем у стандартной серии ТТЛ). ТТЛШ находит применение, в основном, в БИС и СБИС.

Интегральные параметры БЛЭ ТТЛ

Эти параметры определяют уровень развития и совершенства технологии и схемотехники, а также качество ИС.

Опр. Энергия переключения определяется как произведение средней мощности, потребляемой ЛЭ, на среднее время задержки распространения импульса

.

Опр. Степень интеграцииN характеризует число элементарных ЛЭ (обычно двухвходовых), расположенных на одном кристалле ИС,

,

где K – количество элементов в ИС.

 

Вывод по БЛЭ ТТЛ: Этот тип ИС обладает средним быстродействием и средней потребляемой мощностью.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...