Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
shemoteh / Схем5 ЭСЛ.ppt
Скачиваний:
27
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
516.1 Кб
Скачать

Компьютерная

схемотехника

Лекция 5. Цифровые микросхемы ЭСЛ

Особенности микросхем ЭСЛ

Основаны на переключателях тока и отличаются от других типов ИМС наибольшим быстродействием и большой потребляемой мощностью.

Большое быстродействие микросхем ЭСЛ-логики обусловлено:

-работой биполярных транзисторов без насыщения;

-использованием низкоомных резисторов;

-применением на выходах эмиттерных повторителей, обеспечивающих перезаряд емкостей в цепях нагрузки через малые выходные сопротивления.

Переключатель тока

Основой ЭСЛ-логики является переключатель тока на транзисторах, представляющий собой дифференциальный усилитель, транзисторы которого могут переключать ток и при этом никогда не попадают в режим насыщения.

Если

входным

сигналом

UВХ

= UВХ1

– UВХ2

открыть VT1, то через

него

потечет

весь

ток

I0, вытекающий из

общей точки соединения эмиттеров. На коллекторе VT1 установится напряжение низкого уровня. В этот момент времени VT2 тока не имеет, он вынужденно находится в режиме отсечки. На его коллекторе присутствует напряжение высокого уровня.

Переключатель тока

В цифровой схемотехнике такой каскад используется в переключательном режиме, для чего на второй вход подают опорное напряжение, значение которого определяют по соотношению:

UВХ2 = UОП = 0,5* (UВХ0 + UВХ1).

В частности, для 500 серии UОП = -1,3 В.

Это напряжение фиксирует порог срабатывания. Дифференциальный усилитель превращается в логический элемент. У него теперь два состояния выходов, которые переключаются лишь при условиях:

UВХ1 > UОП или UВХ0 < UОП.

Базовый элемент ЭСЛ (500 серия)

Базовый элемент ЭСЛ

Базовый элемент содержит три каскада:

-токовый переключатель (транзисторы VT1 – VT5 и резисторы R1 – R7) обеспечивает:

реализацию логической функции;усиление входных сигналов по мощности;формирование парафазных сигналов;требуемую помехозащищенность;

- источник опорного напряжения (транзистор VT6, резисторы R8 – R10 и диоды VD1, VD2) предназначен для формирования опорного напряжения минус 1,3В;

- эмиттерные повторители (транзисторы VT7 и VT8) предназначены для:

усиления выходных сигналов по току;увеличения нагрузочной способности;

обеспечения совместимости входных и выходных сигналов.

Базовый элемент ЭСЛ

Рассмотрим работу базового элемента.

При подаче на все входы напряжения UВХ0 = - 1,7В транзисторы VT1- VT4 закрыты, так как потенциал общей точки соединения эмиттеров равен

UЭ = UОП + UБЭVT5 = -1,3 -0,8 = -2,1В,

а положительное напряжение на базо-эмиттерных переходах транзисторов VT1-VT4 составляет

UБЭ = UВХ0 - UЭ = -1,7 - ( -2,1)= 0,4 В,

которого недостаточно для открывания кремниевых транзисторов.

Базовый элемент ЭСЛ

На первом выходе устанавливается напряжение, описываемое соотношением:

UВЫХ1 = -R5*(IКО1 + IКО2 + IКО3 + IКО4 + IБ5) – UБЭVT7 = -0,9В.

Одновременно на втором выходе устанавливается напряжение

 

 

 

UВЫХ2 = -R7*IО – UБЭVT8

= -1,7В,

где IО = (-UОП + UБЭVT5 - EП)/R4 .

 

 

Если

хотя бы

на один вход

элемента

подан

высокий уровень

UВХ1 =

- 0,9В,

то

открывается

соответствующий

транзистор и весь

эмиттерный ток

замыкается через него. Транзистор VT5 переходит в

режим отсечки, так как в общей точке соединения эмиттеров установится потенциал:

UЭ = -UВХ1 +(- UБЭVT1 ) = -0,9 + ( -0,8) = -1,7В.

Входная характеристика

Входная характеристика

На входной характеристике выделяют четыре участка:

1 – входной транзистор закрыт, входной ток определяется сопротивлением базового резистора;

2 – участок перехода входных транзисторов из режима отсечки в активный режим. Транзистор VT5 находится также в активном режиме. На транзисторах VT1-VT5 реализован дифференциальный усилитель, его входное сопротивление мало, поэтому входной ток резко возрастает;

3 – входные транзисторы в активном режиме, транзистор VT5 в режиме отсечки. На транзисторах VT1-VT5 реализован каскад с общим эмиттером. Входное сопротивление велико и входной ток незначительно увеличивается из-за увеличения через базовый резистор;

4 – входной транзистор находится в режиме насыщения, входное сопротивление мало, поэтому входной ток резко возрастает (режим нерабочий).

Соседние файлы в папке shemoteh