Семейство ТТЛ-схем

Семейства ИС

Логические элементы, выполненные на основе одной конструктивно-технологической реализации, образуют семейство схем. Широко распространены семейства микросхем ТТЛ, ТТЛШ, …, КМОП-логики.

ТТЛ сокращенно означает транзисторно-транзисторная логика.

Элементы этих схем построены на основе биполярных транзисторов.

В схемах семейства КМОП применяются комплементарные МОП-транзисторы с каналами n- и p-типа.

Логические элементы схем этого семейства строятся на основе многоэмиттерных биполярных транзисторов (рисунок 1.8).

а) - принципиальная схема	б) - УГО
Рисунок 1.8 – Простой ТТЛ-элемент 3И-НЕ

Если на входах А, В и С действует высокое напряжение, то транзистор Т₁ работает в инверсном режиме (переход база-коллектор смещен в прямом направлении). Транзистор Т₂ открыт, и на выходе Z будет низкое напряжение примерно 0,2В.

Если на одном их входов транзистора Т₁ действует низкое напряжение, то транзистор Т₁ работает нормально в режиме насыщения. Напряжение на его коллекторе падает примерно на 0,2В. Транзистор Т₂ закрывается. На выходе Z будет высокое напряжение.

Если один из входов многоэмиттерного транзистора Т ₁ «висит в воздухе», то он приравнивается к входу с высоким уровнем напряжения, так как такой вход не способен понизить напряжение в точке X схемы на рисунке 1.5 до 0,2В.

ТТЛ-элементы выпускаются в виде интегральных микросхем. Например, микросхема SN7400 (отечественный аналог ЛА3 серии К155) содержит четыре элемента 2И-НЕ (рисунок 1.9).

В основном ТТЛ-элементы выпускаются в DIP-корпусах (рисунок 1.10).

В семейство ТТЛ-схем входят несколько серий ИМС. Все они имеют напряжение питания ± 5В и совместимы друг с другом.

Рисунок 1.9 – Схема подключения интегральной микросхемы SN7400

Стандартная ТТЛ-серия К155 (7400) была первым промышленным стандартом.

Рисунок 1.10 – Корпус DIP с двухсторонним расположением выводов

В ТТЛШ-серии К531 (74S00) применение диодов и транзисторов Шоттки позволило сократить времена переключения схем.

Маломощная ТТЛШ-серия К555 (74LS00) обладает более низкой потребляемой мощностью (таблица 1.1).

В семействе ТТЛ-схем имеются все типы элементов, реализующих основные логические функции:

· НЕ (элементы ЛН);

· mИ (элементы ЛИ);

· mИ-НЕ (элементы ЛА);

· mИЛИ (элементы ЛЛ);

· mИЛИ-НЕ (элементы ЛЕ);

· mИ/mИЛИ-НЕ (элементы ЛР).

Таблица 1.1 – Электрические характеристики ИМС ТТЛШ-серии К555 (74LS00)

Напряжение питания	Uпит = ± 5В
Входное напряжение	U^0макс = 0,8В, U1мин = 2,0В
Выходное напряжение	U^0макс = 0,4В, U1мин = 2,7В
Пороговое напряжение	Uпор = 1,3В
Входной ток (уровень L)	I^0макс = – 0,4мА (ток вытекает)
Выходной ток (уровень H)	I^1макс= – 0,4мА (ток вытекает)
Входной ток (уровень H)	I^1макс = 0,02мА (ток втекает)
Выходной ток (уровень L)	I^0макс = 8мА (ток втекает)
Коэффициент разветвления по выходу
Задержка распространения сигнала	tзад = 9нс
Время нарастания	t^0,1= 10нс
Время спада	t^1,0= 6нс
Потребляемая мощность на один элемент	Pпот = 2мВт

Дата добавления: 2014-10-17