Транзисторно-транзисторная логика

В схемах ТТЛ [1, 2, 3, 4] во входных цепях используются многоэмиттерные транзисторы (рис. 2.2, a). По принципу построения, а также по важнейшим параметрам они близки к схемам ДТЛ. Эмиттерные переходы многоэмиттерного транзистора выполняют функцию, аналогичную функции диодов в схемах ДТЛ, а коллекторный переход играет роль смещающего диода. Многоэмиттерный транзистор – специфичный интегральный полупроводниковый прибор, представляющий собой совокупность транзисторных структур, имеющих общий коллектор и непосредственно взаимодействующих друг с другом за счет движения основных носителей заряда.

Схемы ТТЛ отличаются высоким быстродействием и малой потребляемой мощностью. Для повышения помехоустойчивости и нагрузочной способности (n> 10) используются схемы ТТЛ со сложным инвертором (рис. 2.2,б).

a б

Рис. 2.2

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему, изображенную на рис. 2.3, со следующими значениями напряжений и элементов: Е = 5 В,R₁ = 6,8 кОм;R₂ = 1,3 кОм;R₃ = 6,8 кОм.R_ниС_нне подключены.

2. Снять передаточную характеристику, оформив при этом таблицу значений U_вх, U_вых. Зарисовать передаточную характеристику с указанием масштабов по осям.

3. Подключить нагрузочный резистор R_н = 6,8 кОм. Снять передаточную характеристику, оформив таблицу значенийU_вх, U_вых. Зарисовать передаточную характеристику.

4. Подключить конденсатор С_н = 1…10 нФ безR_н, подать на вход импульсы амплитудой 5 В и частотой 50 кГц. Зарисовать осциллограммы напряженияU_вых.

5. Собрать схему, изображенную на рис. 2.4, со следующими значениями напряжений и элементов: Е = 5 В,R₁ = 6,8 кОм;R₂ = 1,3 кОм.R_н = 6,8 кОм иС_н = 1…10 нФ не подключены.

6. Снять передаточную характеристику, оформив при этом таблицу значений U_вх, U_вых.

7. Подключить нагрузочный резистор R_н = 10 кОм. Снять передаточную характеристику, оформив таблицу значенийU_вх, U_вых. Зарисовать передаточную характеристику с указанием масштабов по осям.

8. Подключить конденсатор С_н = 1...10 нФ, подать на вход импульсы амплитудой 5 В и частотой 100 кГц. Зарисовать осциллограммы напряженияU_вых.

9. Собрать схему, изображенную на рис. 2.5, со следующими параметрами Е = 5 В,R₁ = 6,8 кОм;R₂ = 1,3 кОм;R₃ = 1,3 кОм;R₄ = 220 Ом.R_н = 6,8 кОм иС_н = 1 нФ – не подключены.

Проделать эксперименты по пп. 1 – 4.

10. Для схем рис. 2.3, 2.4, 2.5 определить величины напряжений U¹_вых, U⁰_вых, U_{вх min}, U_{вх max}. Рассчитать значения помехоустойчивости по логической единице, помехоустойчивости по логическому нулю.

Рис. 2.3 Рис. 2.4

Рис. 2.5

Оформить отчет.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

• численные значения передаточных характеристик, отраженных в табличном виде;

• осциллограммы напряжений;

• графики передаточных характеристик, полученных в ходе выполнения лабораторной работы;

• сравнительную оценку передаточных характеристик и значений помехоустойчивости, полученных экспериментально и теоретически.

Контрольные вопросы

1. Как работает логический элемент ДТЛ?

2. Как работает логический элемент ТТЛ?

3. Объяснить принцип формирования передаточной характеристики в ДТЛ и ТТЛ со сложным инвертором.

4. Перечислите основные статические и динамические параметры и характеристики логических элементов.

5. От чего зависит помехоустойчивость ДТЛ и ТТЛ со сложным инвертором, как ее определить?

6. Чем определяется нагрузочная способность логических элементов?

7. От чего зависит быстродействие работы логических элементов при работе на нагрузочную емкость и без нее?

8. Что показывает входная характеристика логического элемента?

9. Что показывает выходная характеристика логического эле­мента?