в нормальном активном режиме МТ к мт = Рмтб мт> эмт =

циент передачи в одной, /-й, транзисторной структуре.

В инверсном активном режиме МТ /кмт = (1 + Р/мт)бмт»

эмт=Р/мтгбмт; P/mt = i a"L «/mt = S" « -инверсный

/м1 j.j

коэффициент передачи в /-й структуре.

В случае идентичности всех транзисторных структур МТ можно записать aj.j, = ma; Р;т = тР; .j, = ma; Р/т/-

Статические режимы

Пусть в схеме рис. 2.51а Wbxi = «bx2= ••• =Ывхт£, т. е. Xi=X2= ... =Хт - I. При этом всс гп транзисторных структур МТ работают в инверсном активном режиме, а транзистор Т инвертора насыщен и его выходное низкое напряжение (ин ~ 0,2 В) представляет собой нижний логический уровень (т. е. у = 0).

Условие насыщения транзистора Т

/б>/бн = /кн/Р. (2.133)

/б = 5/бн = «/кн/Р, (2.134)

где 1б -ток базы, /кн - коллекторный ток насыщенного транзистора Г, S > 1 - коэффициент насыщения.

В рассматриваемой схеме ток гб является коллекторным током 1кмт многоэмиттерного транзистора, работающего в инверсном активном режиме, т. е.

г"б = г;ит = 0 + Р/мт)г"бмт. • (2-125)

причем- ток базы МТ:

•бмт==(л-«л)/л. (2.136)

где - напряжение в точке А, равное сумме напряжений на смещенном в прямом направлении коллекторном переходе МТ (Чбкмт) и эмиттерном переходе Т (Иби):

«л = «бкмт + «бн; (2-137)

как было принято выше, слагающие напряжения порядка 0,8 В и иорядка 1,6 В. Коллекторный ток насыщенного транзистора Т

4н = гдк + н (2-138)

= (к - «к в) ?к = (к - ВДк,

а ток нагрузки /н = пкх, где «вх - максимальное значение входного тока одной насыщенной транзисторной структуры МТ [величина ": Хвх определена ниже -см. ф-лу (2.144)].

С учетом ф-л (2.135) и (2.138) условие насыщения транзистора

(2.134) принимает вид

(1 + Р/ мт) h МТ = "(Дк + «)

Из последнего равенства, в частности, следует, что при выбранных параметрах и р = Ршш коэффициент разветвления по выходу не превыщает величину

Г Рми„(1 + Р/Мт) Л-«бкМТ-«б„ к-Б"

Обычно piMT 1, коэффициент насыщения s близок к единице, и поэтому

If е. - 1,6 - 0,2 1

----] <-""

причем согласно ф-ле (2.144) с учетом того, что Ыбн!0,8В, £0 = 0,2 В:

1 Заметим, что входной (эмиттерный) ток «вх одной транзистор-;ной структуры, работающей в инверсном активном режиме,

вх„„в = Мбмт; (2.141)

даже при достаточно малом Р/ ток «вхинв оказывается существенным (например, гбмт=1мА, Р/= 0,01, «вхинв = 10 мкА); в этом заключается серьезный недостаток схем ТТЛ по сравнению со схемами ДТЛ, где нагрузка - обратные токи закрытых диодов - пренебрежимо мала.

Рассмотрим теперь второй статический режим схемы ТТЛ, когда хотя бы на один ее вход подан низкий уровень напряжения. Пусть Ывх I (т. е. = 0), а на остальные входы поданы высокие уровни напряжения Ывх2=«вхЗ= ... ==Ывхт£ (т. е.

Х2 = Хз= ... =Хт=: 1). При ЭТОМ первзя транзисторизя структура МТ насыщена, а остальные, как и прежде, работают в инверсном активном режиме.

Напряжение щ на базе транзистора инвертора определяется суммой напряжения Ывх ! = и напряжения ЫкнМт

коллектор-эмиттер насыщенной транзисторной структуры МТ:

«б = ° + "к„мт (2-142)

(в принятых нами условиях £°=0,2В, Ыкнмт=0,2В и Ыб=0,4В).

Напряжение т (2.142) меньше порогового уровня f/nop отпирания транзистора (f/nop 0,6В), поэтому транзистор Т заперт и на его выходе действует высокий уровень напряжения Е = Ек-~ - RJr, где г>==1н = твхинв, т. е.

£=£к-/?кШвхи«в, (2.143)

причем iBxmiB определяется ф-лой (2.141).

Найдем входной ток Ibx насыщенной транзисторной структуры (в нашем примере - ток первого эмиттера). Так как транзистор Т заперт, то ток его базы, а следовательно, и коллекторный ток МТ практически равны нулю; ток гвх приблизительно равен току базы г~ гб„т = (л"~ "л) Л ыо, - потенциал в точке А, когда хотя бы одна структура-МТ насыщена; ы° = Wg, .j, + £0, т. е.

1вк = {ЕА-ибпш-е>)/ЯА (2.144)

(в нашем примере £0== 0,2 В, ит. = 0,8В, = 1 В). Ток (2.144) нагружает предыдущую открытую схему ТТЛ.

ТТЛ со сложными инверторами

Как и Б схемах ДТЛ (и с теми же целями) в схемах ТТЛ используется ряд разновидностей сложных инверторов; схема ТТЛ с одним из вариантов сложного инвертора приведена на рис. 2.51б. Если хотя бы одна транзисторная структура МТ насыщена (например, при Xi = 0), напряжение на базе Г] низкое (меньше порогового уровня отпирания Ti), транзистор Ti закрыт и, следовательно, транзистор инвертора Га также закрыт. Ток базы транзистора Тз достаточен для поддержания Тз в активном режиме; при этом выходное сопротивление схемы (т. е. эмиттерного повторителя) низкое.

Высокое напряжение на выходе выхвых отличается от напряжения Е источника питания на сумму следующих напряжений: напряжения база-эмиттер транзистора Тз, работающего в активном режиме (примерно 0,7 В), напряжения Ыбэ4 на эмиттерном переходе Т4 (порядка 0,8 В) и напряжения на резисторе Ri, создаваемого током базы Т4.

Если на все входы МТ поданы высокие уровни напряжения Е, Tl отпирается, следовательно, отпирается и насыщается транзистор инвертора Га и напряжение на выходе низкое, f/°j и, при этом транзистор Тз запирается, так как напряжение Ыбэз между его базой й эмиттером оказывается ниже порогового уровня: Ыбэз = == «кэ 1 - Ибэ 4 - «Кб 2 ~ О, где Ыкэ I - напряжение коллектор - эмиттер Tl (т. е. примерно 0,2 В), Ыкб2 - напряжение коллектор - база насыщенного транзистора Га (т. е. примерно - 0,6 В).