Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [ 49 ] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

ном переходе Гз и диоде До меньше суммы их пороговых напряжений:

«бэ 3 + "до = "кэ 1 + Ибэ2 - «кэ 2 == «кн + «бн - «кн = «бн < 2С/„ор,

так как, например, Ыбн = 0,8 В, а f/nop = 0,6 В.-

Когда на вход инвертора подан hjiskhA уровень ик = С/вх> транзисторы Ti и Га закрываются, транзистор Тз отпирается;, емкость Сн быстро заряжается большим током транзистора Т3.

Таким образом, в обоих состояниях сложный инвертор обладает малым выходным сопротивлением и обеспечивает высокую нагрузочную способность и высокое быстродействие схемы.

Заметим, что простой эмиттерный повторитель этими качествами не обладает, так как при передаче через ЭП запирающего перепада транзистор запирается, резко возрастает время перезаряда емкости нагрузки и, следовательно, ухудшается быстродействие схемы (см. параграф 2.3.4).

Полная схема элемента ДТЛ со сложным инвертором изображена на рис. 2.506. Здесь используется только один смещающий диод (вместо двух в схеме рис. 2.47). И при этом обеспечивается высокая помехозащищенность закрытого инвертора, так как пороговый уровень его отпирания равен сумме пороговых уровней транзисторов Ti и Tz, т. е. величине 2С/пор.

Характеристики элементов ДТЛ на ИС

Нагрузочная способность (п) ограничена условием насыщения транзистора.

Заметим, что применение источника с напряжением Еа > Е приводит к повышению нагрузочной способности. Действительно, при. достаточно большом значении Еа ток резистора Ra приблизительно равен Ir= EaIRa и не зависит от состояния транзистора; при этом ток базы насыщенного транзистора (при запертых входных диодах) приблизительно равен /д, а коллекторный ток, если пренебречь током/д резистора R/,, разен «/д. Следовательно, условие насыщения транзистора р«б > /к приобретает вид Р > «, т. е. « может быть достаточно большим.

Обычно напряжение Ек выбирается порядка ЗВ, т. е. близким к (при этом время разряда емкости, шунтирующей отпирающийся транзистор предыдущего управляющего элемента, от уровня до ы мало). При Еа = 5~-6В коэффициент разветвления по выходу п8-г- 10.

Если выбрать Еа = Ек, то токи ia и 1°а (ia <. й) существенно отличаются друг от друга и выполнение условия насыщения

1r-\- ntA оказывается возможным при меньшем значении (««С Р); обычно «<4-6. В элементах ДТЛ со сложным инвертором л 20.



Коэффициент объединения по входу (т) ограничен в основном допустимой величиной суммарной паразитной емкости Са, шунтирующей выход диодной схемы И; обычно m6-f-10.

Быстродействие реальных элементов ДТЛ при использовании в качестве смещающих диодов ДНЗ характеризуется величиной ta CP порядка десятков наносекунд.

Помехоустойчивость элемента ДТЛ по отношению к входной отпирающей помехе Ul, (стремящейся перевести элемент из закрытого состояния в открытое) велика. Действительно, при открытых входных диодах напряжение на базе транзистора согласно ф-ле (2.142) Ыбзакр = -0,6В, а для отпирания транзистора требуется Ыбэ f/nop ==0,6 В; следовательно, для отпирания транзистора положительная помеха должна иметь амплитуду, не меньшую 1,2 В, и помехоустойчивость определяется величиной f/n=l,2 В.

В другом статическом режиме, когда транзистор открыт и насыщен, помехоустойчивость Un определяется запасом по запиранию входных диодов, т. е. величиной, приблизительно равной •к~""л"порР°-к приводит к увеличению fy°, но при этом, как

уже отмечалось выше, ухудшается быстродействие. Обычно f/n - порядка 1 В.

Потребляемая мощность Рср в элементах ДТЛ - порядка 10 ч-20 мВт.

Возможность снижения потребляемой мощности за счет уменьшения напряжений источников Ек, Еа ограничена, так как по упомянутым выше соображениям £к должно быть не меньше 2,5 3 В, а Еа - не меньше 5-г-бВ

Возможность уменьшения Рср за счет значительного увеличения сопротивлений Ra, Rk также ограничена, так как при этом уменьшаются токи резисторов и, следовательно, уменьшаются скорости перезаряда паразитных емкостей; кроме того, может оказаться, что при таких токах резисторов мало значение коэффициента усиления транзистора р.

2.6.4. ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Схема ТТЛ. Принцип работы многоэмиттерных транзисторов

Типовая интегральная транзисторно-транзисторная схема (ТТЛ) изображена на рис. 2.51а. Транзистор Ж1 - многоэмиттерный, каждый эмиттер служит входом схемы; транзистор Т выполняет роль инвертора-усилителя. Схема реализует логическую функцию И - НЕ входных сигналов

ухх ... Хт, (2.132)

причем принято одинаковое кодирование входных и выходных сигналов: низкий уровень напряжения Е кодируется «О», а высокий -«1». Формально схема ТТЛ аналогична схеме ДТЛ: эмиттерные переходы МТ играют роль входных диодов, а коллектор--156



ный переход МТ выполняет роль одного смещающего диода (однако связь между эмиттерными и коллекторным переходами в многоэмиттерном транзисторе, обусловленная диффузией носителей в его базе, приводит в элементах ТТЛ к явлениям, не встречающимся в элементах ДТЛ).

Принцип работы МТ иллюстрирует рис. 2.516, где часть схемы, обведенная пунктиром, представляет собой многоэмиттерный транзистор на дискретных элементах. При Ывх i = «вха транзисторы Ti и 72 работают в инверсном активном режиме (эмиттерные переходы закрыты, а коллекторные смещены в прямом направлении); при этом через нагрузку идет большой ток, определяемый


--SB

дьшдов

-и .


Рис. 2.51

инверсным коэффициентом усиления Pi, параметрами Еа, Ra- Если хотя бы на одном входе действует низкий уровень WbxiE*, Ывх2 Е°, то транзистор Гг открыт и насыщен (оба перехода смещены в прямом направлении) и ток через нагрузку мал.

Интегральный многоэмиттерный транзистор представляет собой совокупность т транзисторных структур, имеющих общий коллектор, причем эмиттеры МТ располагаются так, что взаимодействие между ними через участки пассивной базы практически отсутствует.

По аналогии с обычным транзистором для МТ можно записать

к МТ -f /к МТ = 4 МТ> где 1э МТ = 2 вх /. гвх /

ток одного эмиттера.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [ 49 ] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0017