3.2.2. Высокопороговая логика

Высокопороговая логика применяется в системах промышленной автоматики и телеуправления (511 серия). Отличается от ДТЛ (схема с усовершенствованной входной цепью) включением диода между базой и эмиттером транзистора VT₁ (VD₅) и заменой буферного диода VD₃ на стабилитрон VD₆ (диод Зенера) с пороговым напряжением 6,9 В, благодаря которому обеспечивается высокий порог отпирания (около 7 В) (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Базовый элемент высокопороговой логики

Выходной каскад работает следующим образом: при U_вых⁰ открыты транзистор VT₃ и диод VD₇. Транзистор VT₂ при этом заперт падением напряжения на VD₇. Если VT₃ заперт, то VT₂ открыт и насыщен за счет базового тока через резистор R₃. В этом случае на выходе будет высокий потенциал (U_вых¹).

3.2.3. Транзисторно-транзисторная логика

Микросхемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) широко применяются в цифровой аппаратуре и в ЭВМ. Эти микросхемы имеют хорошие функциональные показатели: быстродействие, помехоустойчивость, нагрузочную способность – при умеренном потреблении энергии и невысокой стоимости. Выпускается нескольких разновидностей микросхем ТТЛ, предназначенных для различных условий применения: универсальные (стандартные), повышенного быстродействия, с малым потреблением мощности и на транзисторах Шотки (ТТЛШ) в обычном и маломощном вариантах. Принцип действия различных модификаций ТТЛ одинаков, и различаются они главным образом временем задержки сигнала и потребляемой мощностью. Наиболее высокие эксплуатационные характеристики у микросхем ТТЛШ новых серий (условные названия FAST – быстрая серия и ALS - улучшенная серия ТТЛШ).

Основные характеристики некоторых серий ТТЛ представлены в следующей таблице:

Таблица 3.1

Группы микросхем		Номер серии		Время задержки распространения на 1 элемент (нс)		Потребляемая мощность (мВт)
Универсальная (стандартная)		133, К155		18		10
Быстродействующая		130, К131		12		23
Микромощная		134, КР134		66		1
На транзисторах Шотки		530, К531		6		19
На транзисторах Шотки маломощная		533, К555		19		2
FAST		КР1531		3		4
ALS	КР1533		4		1,2

Номенклатура микросхем ТТЛ по функциональному назначению весьма разнообразна: от простых логических элементов до достаточно сложных функциональных узлов, таких как счетчики, различные виды регистров, запоминающие и арифметико-логические устройства и другие изделия. Параметры различных элементов одной серии различаются. В таблице представлены усредненные значения.

Микросхемы разных серий могут соединяться друг с другом непосредственно. Могут сопрягаться и с микросхемами ДТЛ.

Основная особенность микросхем ТТЛ состоит в том, что во входной цепи используется специфический интегральный прибор – многоэмиттерный транзистор. От обычных биполярных транзисторов он отличается тем, что имеет несколько эмиттеров (2, 3, 4 или 8), объединенных общей базой (рис. 3.8). Эмиттеры расположены так, что непосредственное взаимодействие между ними через участок базы отсутствует. Поэтому многоэмиттерный транзистор можно рассматривать как совокупность нескольких независимых транзисторов с объединенными коллекторами и базами (рис. 3.8, б).

Рис. 3.8. Многоэмиттерный транзистор: а – физическая структура;

б – схема замещения

Такой транзистор занимает меньшую площадь, а следовательно, имеет малую паразитную емкость, благодаря чему предельное быстродействие микросхем ТТЛ выше, чем у микросхем ДТЛ. Число эмиттеров многоэмиттерного транзистора определяет число входов элемента, в котором он используется.