1.3.2 Характеристики дтл.

Схема для снятия входной характеристики I_ВХ=F(U_ВХ) и характеристики прямой передачиU_ВЫХ=F(U_ВХ) приведена на рисунке а. Входная характеристика приведена на рисунке 1.7б, а характеристика прямой передачи на рисунке 1.9а. При нулевом напряжении на входе через диодVD1 протекает токI_ВХ=(Е_ПИТ-U_А)/R1 (поскольку он вытекает, то он отрицательный). Транзистор закрыт, ток коллектора отсутствует и на выходе напряжение равно напряжению источника питания. При увеличении входного напряжения диодVD1 закрывается и входной ток уменьшается.

а) б)

Рисунок 1.7

При напряжении равном примерно 1,8 В ток начинает протекать по цепи VD3,VD4 и эмиттерный переход транзистора (ток через эти переходы начинает протекать, когда напряжение на каждом их них достигнет 0,6 В, см. ВАХ кремниего диода). Через диодVD1 в этом случае начинает протекать обратный ток. Ток базы транзистора равенI_Б=(E_ПИТ-U_А)/R1. Транзистор в этом случае переходит в режим насыщения и напряжение на выходе снижается до уровня 0,1 В.

Схема для снятия выходной характеристики приведена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8

а) б)

Рисунок 1.9

Характеристики снимаются в двух случаях: на вход ИМС подается напряжение логического 0 (можно подать 0 В) и напряжение, соответствующее логической 1 (5 В). В первом случае транзистор закрыт и при напряжении, которое подается на выход ИМС с потенциометра, равное 0 В, ток будет равен Е_ПИТR3, ток вытекает, поэтому он отрицательный. При подаче напряжения равного 5 В выходной ток будет равен 0.

Во втором случае, хотя транзистор открыт, он шунтируется милли -амперметром, и ток также будет равен Е_ПИТR3. При увеличении напряжения, когда оно сравняется с напряжение насыщения транзистора (0,1 В) ток будет равен 0. При дальнейшем увеличении выходная характеристика ИМС будет повторять выходную характеристику транзистора. (Она показана пунктиром, так как мощность рассеивания на коллекторе превышает допустимую).

1.4 Транзисторно – транзисторная логика.

На рисунке 1.10а представлена структура диодов VD1-VD3 схемы ДТЛ. В интегральном исполнении области р можно объединить, и тогда получится структура изображенная на рисунке 1.10б. Эта структура представляет собой транзистор с двумя эмиттерами (двухэмиттерный транзистор).

а) б)

Рисунок 1.10

Если в предыдущей схеме ДТЛ диоды VD1,VD2 иVD3 заменить на двухэмиттерный транзистор, то получится транзисторно – транзисторная логика (ТТЛ), принципиальная схема которой приведена на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11

В качестве VT1 можно использовать транзистор с большим числом эмиттеров, схема в этом случае будет иметь соответствующее число входов.

Принцип работы, таблица истинности и характеристики ТТЛ такие же, как у ДТЛ.

Недостаток предыдущих схем заключается в следующем. Заменим транзистор VT2 ключом с сопротивлениемR_Т(рисунок 1.12а).

В исходном состоянии (на входе схемы логический 0), транзистор закрыт (ключ разомкнут), на выходе напряжение равно напряжению питания Е_ПИТ(рисунок 1.12б). При подаче на вход логической1ключ замыкается. В этом случае ёмкость нагрузки С_Нразряжается через малое сопротивление ключаR_Tи время включения будет составлятьt¹⁰. При подаче на вход логического0ключ вновь размыкается и, в этом случае, ёмкость С_Нбудет заряжаться через сопротивлениеR3, которое намного больше, чемR_Tи время выключения будетt⁰¹t¹⁰, из-за этого быстродействие схемы будет низким.

а) б)

Рисунок 1.12

Кроме того между точкой А и общим проводом находятся два pn-перехода, следовательно на эмиттерном переходе при подаче на вход логического0напряжение будет составлять 0,4 В и для того, чтобы открыть транзистор надо приложить меньшее напряжение, т.е. помехо-устойчивость схемы снижается.

Задача состоит в том, чтобы снизить t⁰¹(t⁰¹t¹⁰) и повысить помехоустойчивость.