Лекция 6 Транзисторно-транзисторная логика
Рассмотрим характеристики элемента при изменении потенциала Uвх на m0 входах схемы и поступлении на остальные m-m0 входы постоянного высокого потенциала U+(«1»).
Получаемая передаточная характеристика Uвых(Uвх) показана на рисунке. Там же показаны графики, иллюстрирующие изменение потенциала Uб0 и Uб1 на базах транзистора T0 и T1.
Когда Uвх = U0(«0»), то соответствующие m0 эмиттерных переходов МЭТ открыты и потенциал Uб = U* = 0,6..0,8 В, где U* - напряжение на открытом p-n-переходе. Ток базы протекает через эмиттерные переходы МЭТ, а в коллектор не поступает. Поэтому на базу транзистора T1 ток также не поступает, и Т1 закрыт.
На
выходе схемы устанавливается высокий
потенциал:
E – напряжение питания;
In – вынужденный ток, обрабатываемый в нагрузку.
Входной
ток Iб0,
втекающий в базу МЭТ:
,
т.к.
Uвх
= 0
Через закрытые m-m0 эмиттерные переходы протекают очень небольшие инверсные входные токи. Они вытекают по схемам. При увеличении напряжения Uвх1 потенциалы Uб0 и Uб1 увеличатся. Когда Uвх достигает порога переключения эмиттерного перехода МЭТ, то они закрываются. Ток базы Iб0 начинает течь в коллекторный переход МЭТ и даже в фазу Т1. Т1 открывается и насыщается. В результате на выходе схемы устанавливается низкий потенциал U0, равный остаточному напряжению на насыщенном транзисторе Т1 примерно 0,1-0,2 В.
Диод Шоттки стоит для увеличения быстродействия микросхемы, так как предотвращает насыщение транзистора Т1. Есть серии ТТЛШ – это серии, в которых стоят внутри диоды Шоттки. Они быстродействующие, но у них плохая помехоустойчивость, так как за счет того, что отсутствует насыщение Т1, уменьшается помехоустойчивость.
Элемент ттл со сложным инвертором
Если напряжение на одном из входов равно «0», то весь ток, текущий через сопротивление R1, ответвляется до входной цепи схемы, при этом входной ток, вытекающий из схемы, имеет максимальное значение. Т1 и Т2 заперты.
Выходное напряжение схемы в закрытом состоянии зависит от тока, потребляемого ее нагрузками. Оно отличается от напряжения питания на величину напряжения на эмиттерном переходе транзистора Т3 и диоде D – смещения. Выходной ток схемы в закрытом состоянии обеспечивается транзистором Т3. Повышение напряжения на входе схемы в начале приводит к увеличению напряжения на базе МЭТ приблизительно на ту же величину, так как открытый эмиттерный переход имеет малое сопротивление по сравнению с R1, поэтому входной ток уменьшается (участок 1).
Повышение напряжения на входе схемы приводит к увеличению напряжения на базе запертого транзистора Т2. Пока эмиттерный переход входного транзистора открыт, приращение напряжения на базе Т2 приблизительно равно увеличению напряжения на входе схемы. Отпирание транзистора Т2 приводит к резкому уменьшению входного тока схемы (участок 2) за счет перераспределения тока, задаваемого сопротивлением R1 между входом схемы и базой транзистора Т2. Дальнейшее повышение входного напряжения сопровождается запиранием эмиттерного перехода входного транзистора (участок 3).
А транзистор Т3 запирается, так как напряжение между коллекторами транзисторов Т2 и Т1 оказывается ниже, чем суммарный порог отпирания транзистора Т3 и смещающего диода.
В цепи коллектора Т1 текут только входные токи схем нагрузок. Назначение смещающего диода в надежном запирании транзистора Т3 при насыщении Т1 и Т2. Это позволяет уменьшить мощность, потребляемую схемой в открытом состоянии.
Коэффициент разветвления по выходу и помехоустойчивость схемы со сложным инвертором выше за счет более высокого порога запирания схемы, что обусловлено наличием транзистора Т2. Коэффициент разветвления у схемы больше за счет транзистора Т3, так как схема имеет малое выходное сопротивление в закрытом состоянии, и транзистор Т3 закрытой схемы обеспечивает достаточный ток в открытые схемы нагрузки.