Лекція 5

ЛОГІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТТЛ-ТИПУ. СХЕМА 4 І-НЕ.

Транзисторно-транзисторні елементи з'явилися як результат розвитку схем діодно-транзисторної логіки завдяки заміні матриці діодів багатоемітерним транзистором (БЕТ) - інтегральним елементом, що поєднує властивості діодних логічних схем і транзисторного підсилювача.

Відмінність БЕТ від транзисторів у тім, що він має декілька незалежних один від одного емітерів і один колектор.

Розглянемо роботу БЕТ на прикладі схеми 4І - НЕ (рис. 1а ) із простим інвертором (однополярним ключем). Якщо на усі входи БЕТ подана напруга, що відповідає рівню 1 (U_ВХ¹), емітери вхідного транзистора не одержують відкриваючого струму зсуву. При цьому струм, поданий у базу БЕТ через резистор R1, тече від джерела + U у ланцюг колектора, зміщеного в прямому напрямку, і далі в базу транзистора VT2. Транзистор VT2 при цьому знаходиться в режимі насичення і напруга на виході схеми відповідає рівню логічного 0 (U_ВЫХ⁰).

Якщо на один із входів БЕТ подана напруга, що відповідає рівню 0 (U_ВХ⁰), перехід база - емітер БЕТ зміщається в прямому напрямку (рис. 1б). Тік, поданий у його базу через резистор R1, тече в ланцюг цього емітера. При цьому струм колектора БЕТ зменшується, транзистор VT2 виключається і напругу на виході схеми стає рівним рівню логічної 1 (U_ВЫХ¹).

Рис. 1 - Розподіл струмів у багатоемітерному транзисторі в схемі 4 І-НЕ:

а— на вхід подане напруга, що відповідає рівню логічної 1; б — на вхід подана напруга, що відповідає рівню логічного 0

Параметри сучасних вітчизняних ІС ТТЛ-типу наступні (на прикладі ІС серії 133, 155): час затримки 10 нс, потужність споживання 10 мвт, рівень інтеграції від одиниць до 80 логічних елементів у кристалі, функціональний набір ІС більш 60 модифікацій, напруга живлення +5 В, амплітуда логічного сигналу ≈3В.

До достоїнств ІС ТТЛ-типу можна віднести високий рівень схемнотехнологічної відпрацьованості і, як наслідок, високий відсоток виходу придатних мікросхем і низьку їхню вартість при виготовленні; високі електричні параметри і характеристики; порівняно висока швидкодія при середній потужності споживання або середня швидкодія при малій потужності споживання; гарний фактор якості, тобто малий добуток часу затримки на потужність споживання; високу абсолютну і відносну перешкодостійкість; високі статичні і динамічну навантажувальні здібності; широкий функціональний набір елементів; зручність застосування (МОНтажу, компонування, охолодження і т.д.), що забезпечує відносно прості інженерні методи конструювання на них електронної апаратури.

При проектуванні пристроїв ЕОМ на ІС ТТЛ-типу треба враховувати наступні властиві їм недоліки: обмежена швидкодія елементів; труднощі узгодження низькоомних ліній зв'язку; відносно високий рівень створюваних перешкод; ріст потужності споживання при підвищенні частоти переключення; значне імпульсне споживання струму під час переключення (особливо при ємнісних навантаженнях).

Дата добавления: 2014-01-05