Основные характеристики микросхем ттл серий

Некоторые характеристики базовых элементов различных ТТЛ серий приведены в таблице 2.1

Буква S – указывает на включение в схему диодов Шотки, которые предотвращают глубокое насыщение транзисторов, что повышает скорость переключений. Буква L – низкое потребление энергии, буква А – усовершенствованное. Знак « -» указывает, что ток является вытекающим из вывода.

Основные характеристики микросхем некоторых серий Таблица 2.1

Серия	Аналог	tзадер, нсек	P, МВт/ вент.	I^1вх, мка	I^0вх, ma	fmax, МГц	I^1вых, мка	I^0вых, ma	n
155	SN74	10	10	40	-1,6	35	-400	16	10
555	SN74LS	9,5	2	20	-0.4	45	-400	8	20
531	SN74S	3	19	50	-2	125	-1000	20	10
–	SN74ALS	1,5	22	–	–	200	–	20	100

Зарубежными фирмами выпускаются и другие серии микросхем (SN54, SN84), отличающиеся температурным диапазоном, допуском на отклонение напряжения питания, корпусом.

Все ТТЛ серии в общем совместимы по входам и выходам: выходное напряжение логического 0 U⁰_вых0,4 В; входное напряжение логического 0 U⁰_вх0,4в; выходное напряжение логической 1 U¹_вых2,4 В; входное напряжение входной 1 U¹_вх2,4 В.

При использовании микросхем различных серий в одном устройстве необходимо учитывать взаимную нагрузочную способность. Для согласования по нагрузке все серии содержат элементы с повышенной нагрузочной способностью. Для согласования по уровню сигналов существуют микросхемы преобразователей уровня.

Обычно напряжение питания подводится к выводу микросхемы с наибольшим номером, а общий провод – к выводу с номером в 2 раза меньшим. Существование исключений из этого правила требуют проверки назначения выводов по справочникам.

2.4. Логические элементы эмиттерно-связанной логики

Микросхемы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) также используют в виде исходного элемента биполярный транзистор, но работает он в активном режиме. Это уменьшает время переключения логического элемента с уровня единицы на уровень нуля или наоборот, но требует повышенного потребления мощности источника и ведет к меньшей помехоустойчивости, так как разница между уровнями логического нуля и логической единицы мала. Схема базового элемента ЭСЛ приведена на рис. 2.4.

Если на всех входах элемента (х₁, х₂, х₃) появятся уровни логического нуля, то транзисторы Т₁, Т₂, Т₃ будут закрыты и высокое напряжение с их объединенного коллектора U_к открывает транзистор Т₄, на эмиттере которого будет высокое напряжение, уровень которого принят за единицу (Т₄). На вход (базу) транзистора Т₅ постоянно подается напряжение порядка 3,9 В, он открывается (на его эмиттер подается низкое напряжение с объединенного эмиттера транзисторов Т₁, Т₂, Т₃), низкое напряжение с их коллекторов подпирает транзистор Т₆, он закрывается, что ведет к появлению низкого нап ряжения на его выходе, уровень которого принят за нулевой.

Рис. 2.4. Схема базового элемента ЭСЛ

Если хотя бы на один вход элемента (Х₁, Х₂ или Х₃) подан уровень логической единицы, то этот транзистор открывается, напряжение на общем коллекторе (входе транзистора Т₄) падает и транзистор Т₄ подпирается (он не может закрыться до конца, так как напряжение на его входе (базе) будет отлично от нуля (оно определяется напряжением на резисторе R₃ и остаточным напряжением на открытом входном транзисторе Т₁, Т₂ или Т₃, на который подан уровень логической единицы). Уровень напряжения на выходе Т₄ падает до уровня, принятого за уровень логического нуля. На выходе транзистора Т₄ формируется функция ИЛИ-НЕ: .

Так как один из входных транзисторов (Т₁, Т₂ или Т₃) открыт, на резисторе R₃ окажется высокое напряжение, которое закроет транзистор Т₅, что приведет к открыванию транзистора Т₆, на выходе которого формируется операция ИЛИ (Х₁+Х₂+Х₃).

Разница уровней логической единицы и логического нуля невелика (уровень нуля примерно равен 3,5 В, а уровень единицы - 4,3 В при напряжении питания Е=5 В). Схема обладает высоким быстродействием, но малой помехоустойчивостью.