Вопрос 29. Основные характеристики ттл элемента со сложным инвертором.
Рисунок 12 Характеристики базового ЛЭ серии 155:
а – передаточная, б – входная.
См 28 вопрос Вопрос 30. Выходные характеристики.
Выходная характеристика открытого элемента ТТЛ-типа строится на основании схемы. Из схемы видно, что она является выходной характеристикой транзистора Т3.
Рис. 2.7. Выходная характеристика элемента ТТЛ-типа
Выходная характеристика закрытого элемента ТТЛ-типа строится для двух случаев:
1) когда транзистор Т2 работает в активном режиме,
2) когда транзистор Т2 работает в насыщенном режиме.
Анализ выходных характеристик сделаем при следующих допущениях:
1) падение напряжения на переходе база–эмиттер транзистора Т2, работающего в активном режиме или режиме насыщения, постоянно, так же, как напряжение на диоде, не зависит от тока и равно 0,7 В;
2) в качестве границы
насыщения транзистора Т2 возьмем
«техническое насыщение», т. е. условие
,
а не теоретическое условие
;
3) коэффициент усиления по току в схеме с общей базой (ОБ) не зависит от величины тока эмиттера.
Для первого случая можно записать:
;
. (2.27)
Напряжение на базе транзистора Т2:
. (2.28)
Выходное напряжение элемента ТТЛ-типа :
(2.29)
Выходное сопротивление схемы в этом случае:
. (2.30)
Определим границу технического насыщения транзистора Т2:
. (2.31)
, (2.32)
откуда
. (2.33)
Для первого случая можно записать:
(2.34)
(2.35)
Выходное сопротивление схемы в этом случае:
. (2.36)
Выходные характеристики изображены на рис. 2.7, где 1 – влияние диода коллектор-подложка транзистора Т3, 2 – транзистор Т3 в инверсном активном режиме; 3 – транзистор Т3 в режиме насыщения; 4 – транзистор Т3 в активном режиме; 5 – транзистор Т2 в режиме отсечки; 6 – транзистор Т2 в активном режиме; 7 – транзистор Т2, в режиме насыщения. Эти характеристики на участке отрицательных Uвых определяются шунтирующим действием паразитного диода коллектор—подложка транзистора Т3.
31 Схема ттл с повышенной помехоустойчивостью
Повышенная помехоустойчивость ТТЛ элемента со сложным инвертором
создается за счет последовательного соединения эмиттерных переходов
транзисторов VT2 и VT4.
U0пом = Uотп.Т4 + Uбэ2 - Uкн1 - U0
Помехоустойчивость ТТЛ инвертора зависит от параметров схемы, числа
нагрузок, напряжения питания, температуры.
Передаточная характеристика рассмотренного ТТЛ элемента (рис. 5,а)
имеет наклонный участок 2 – 3, что снижает напряжение логической 1
(Uвых3 = U1мин), и следовательно, снижает помехоустойчивость. В
современных схемах ТТЛ инверторов этот недостаток устранен за счет
введения в эмиттерную цепь транзистора VT2 дополнительного транзистора
VT5 (рис. 6). Это приводит к коррекции передаточной характеристики на
участке 2 – 3 (см. штриховую линию на рис. 5,а).
По передаточной характеристике логического элемента можно
определить следующие статические параметры:
• Напряжение логического нуля на выходе элемента U0вых определяется в
точке ПХ, соответствующей Uвх= U1вх.мин = U1вых.мин - U1пом = 2,4-0,4 =2,0 В.
• Напряжение логической 1 на выходе U1вых определяется в точке с абсциссой Uвх= U0вх.макс = U0вых.макс + U0пом = 0,4 +0,4 =0,8 В.
• Напряжение переключения Uпер логического элемента по ПХ точно
измерить весьма сложно. Однако приближенно это можно сделать просто
в точке пересечения ПХ с линией равной передачи Uвых = Uвх. Такой
способ дает достаточную для инженерной практики точность в
определении Uпер.