БЛЭ транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 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.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|