Логические элементы ТТЛШ

Другой метод повышения быстродействия, причем более результативный и перспективный состоит в применении транзисторов с барьером Шотки.

Диод Шотки – металлополупроводниковый выпрямляющий контакт. Отличие от диодов с р - n переходов состоит:

1. время выключения ДШ очень мало (100 пс) и не зависит от температуры. У обычных диодов (1 – 100 нС).

2. Для отпирания диодов Шотки требуется напряжение 0,2 – 0,4 В против 0,5 – 0,8 В для диодов с р – n переходом и может регулироваться подбором металла, образующего контакт с полупроводником.

Диоды Шотки подключаются параллельно коллекторному переходу транзистора и придают ему ряд новых качеств, которые называются транзисторами Шотки.

а) Распределение напряжений б) Транзистор в) Условное изображение

в насыщенном транзисторе с барьером Шотки транзистора Шотки

Когда T заперт потенциал К выше потенциала Б, диод смещен в обратном направлении и не влияет на работу транзистора. Когда в процессе открывания транзистора потенциал базы становится больше потенциала коллектора диод открывается и на нем устанавливается напряжение . Остаточное напряжение на коллекторе транзистора . То есть режима насыщения не возникает. Благодаря этому при запирании транзистора исключается задержка, выраженная рассасыванием избыточного заряда.

На рисунке приведена принципиальная схема и передаточная характеристика базового логического элемента И – НЕ.

Фазарасщипительный каскад имеет корректирующую цепочку , позволяющую получать передаточную характеристику по форме, близкую к прямоугольной. Благодаря применению транзистора Дарлингтона, получается малая выходное сопротивление, обеспечивающее симметричную задержку .

Логические элементы И – НЕ наиболее характерны для семейства ТТЛ. Они производятся в виде самостоятельных изделий, а также служат основой для построения других устройств.

Увеличение числа входов (расширение по И) можно организовать из нескольких схем И – НЕ, пользуясь законом Де Моргана или подключением дополнительных, внешних диодов и резистора к любому из входов И – НЕ. Значение резистора

кОм.

Существует так же специальные микросхемы расширителей по ИЛИ (экспандеры).

Существуют ИС двух типов:

1. ИС со входами расширения.

2. ИС микросхемы – расширители.

ИС со входами расширения имеют

— Логические входы a, b, c,.. z.

— Входы расширения к и э.

— Логический выход F.

Входы расширения к и э являются дополнительными внешними выводами к и э транзистора фазорасщипительного каскада логического элемента.

Микросхемы расширители имеют группу логических входов a, b, c,.. и выходы расширения к и э.

Представляет собой многоэмиттерный транзистор, выходами которого служат открытые к и э.

На выходах и формируются сигналы, которые зависят как от входных сигналов так и от .

В данном случае

.

ИС с открытым коллектором.

Непосредственные соединения выхода в разных ИС невозможно, так как если в одном элементе будет открыт верхний, а в другом нижний выходные транзисторы, то с цепи потечет ток, ограниченный только резистором , что вызовет пробой транзисторов.

При соединении ИС параллельно, значение резистора выбирают из условия обеспечения :

- число объединенных выходов и подключенных входов.

- ток утечки на выходе. Минимальное сопротивление определяется из условия:

;

где - max допустимый выходной ток лог. “0” одного элемента.

Логические элементы с тремя выходными состояниями.

Один из вариантов обеспечения трех выходных состояний имеет вид:

a	b	Eo	F
x	x		z

При Eo=0 транзистор заперт, диод смещен в обратном направлении. Схема действует подобно обычному логическому элементу. При Eo=1, - открыт, диод так же открыт и напряжение в точке A приблизительно равно нулю. Транзисторы и - закрыты. Поэтому выходной вывод будет отсоединен от входных цепей и от обеих шин питания. Мощность потребления в этом режиме значительно меньше.

Практические рекомендации:

1. Входы неиспользованных элементов включают в т.о., чтобы выходы имели высокий логический потенциал, так как в этом случае рассеиваемая мощность минимальна, а сами элементы можно использовать для создания лог. “1”
2. Неиспользуемые входы объединяют между собой с учетом выполняемых данных входом функций с учетом нагрузочной способности предшествующего каскада.
3. Для подачи на вход лог. “0” его просто соединяют с шиной “земля”.
4. Для создания уровня “логической единицы “, входы соединяют с шиной питания через ограничивающий резистор кОм. К этому входу допускается присоединять до 20 входов серии К155.
5. Неиспользуемые входы по ИЛИ оставляют свободными

Дата добавления: 2015-06-26