Выбор и описание работы элементной базы

В настоящее время широко используются логические элементы с транзисторно-транзисторной логикой с диодами Шоттки (ТТЛШ), которые имеют низкое пороговое напряжение и в них отсутствует накопление заряда. Поэтому во время действия выходного сигнала диод Шоттки открывается раньше, чем коллекторный переход транзистора, предотвращая накопление заряда в его базовой области. В БЛЭ ТТЛШ (рисунок 3.1) в выходном двухтактном усилителе используется составной транзистор , работающий в режиме без насыщения. Операция выполняется с использованием диодных ключей и .

При подаче на входы ключей высокого уровня диоды закрываются, транзисторы и входят в режим насыщения и на выходе элемента формируется сигнал низкого уровня Y=0. Если хотя бы один на один вход подается сигнал низкого уровня, то ток резистора замыкается на общую шину минуя эмиттерные переходы транзистора . На выходной шине появляется сигнал высокого уровня (Y=1).

Все интегральные схемы ТТЛ, выпускаемые промышленностью можно разделить на следующие группы:

- cтандартные – серии 155, 133.

- быстродействующие с диодами Шоттки – серии 530, 531, 533, 1531.

- маломощные с диодами Шоттки – серии 533, 555, 1533.

На рисунке 3.1 представлена схема логического элемента улучшенной серии ТТЛШ К1533(ALS). Базовой логический элемент серии К1533 состоит из трех основных каскадов: входного, реализующего функцию И; фазоразделительного на транзисторе резисторе коллекторной нагрузки и резисторно-транзисторной (, эмиттерной нагрузки; выходного двухканального усилителя с верхним плечом, состоящим из транзисторов и , включенных по схеме Дарлингтона с резистором нагрузки и ограничительного резистора , и нижним плечом на транзисторе .

Рисунок 3.1 – Схема базового логического элемента серии К1533.

Входной каскад реализует функцию И при напряжении высокого уровня на входах в положительной логике. При этом выходное напряжение равно входному напряжению минус прямое падение напряжения на входном транзисторе и входном диоде Шотки: = - . Напряжение превышает в этом случае суммарное прямое падение напряжения на переходах база – эмиттер транзисторов и последующих каскадов т создает ток в базу транзистора через второго каскада из цепи питания через резистор . При напряжении низкого уровня на одном из входов (или всех входах) каскада реализуется функция ИЛИ в отрицательной логике. При этом напряжение на выходе каскада = + .

В фазоразделительном каскаде при напряжении высокого уровня на входе протекает ток через его нагрузку. На эмиттерной нагрузке каскада поддерживается напряжение выше напряжения транзистора и при этом обеспечивается базовой ток транзистора. На коллекторной нагрузке за счет протекающего через транзистор тока создается падение напряжения на резисторе и на диоде VD3 ниже 2 транзисторов верхнего плеча выходного каскада и . Ток в цепи диода VD3 – втекающий для фазоразделительного каскада. При напряжение низкого уровня на входе транзистор устанавливается в 0 по базе и на эмиттерной нагрузке напряжение близко к 0, напряжение транзистора превышает примерно 2 транзисторов и и обеспечиваются базовые токи этих транзисторов. Для выходного каскада нижнее плечо (транзистор ) находится в открытом состоянии за счет тока, протекающего в базу. Верхнее плечо в этом случае закрыто. В режиме низкого уровня на входе нижнее плечо закрыто, верхнее открыто. Входной порог переключения устанавливается транзисторами при следующем соотношении: = + + - = 1,3 В.

Схема имеет следующие преимущество по сравнению со схемой других серий (К555): полное ограничение диодом Шоттки всех насыщающих транзисторов, что способствует исключению накопления излишнего базового заряда и значительно уменьшает время выключения транзисторов; устранение излишнего накопления заряда, что позволяет получить более стабильное время переключения в диапазоне температур; обеспечение улучшения динамической помехоустойчивости при высоком логическом уровне за счет активного выключения выходного транзистора.

Логический элемент ТТЛШ (ALS), выполняющий функции 4И-НЕ, 3И-НЕ, 2И-НЕ, инвертор приведены по порядку на рисунках 3.2, 3.3, 3.4, 3.5.

Рисунок 3.2 – Схема ЛЭ ТТЛШ, выполняющего логическую функцию 4И-НЕ

Рисунок 3.3 – Схема ЛЭ ТТЛШ, выполняющего логическую функцию 3И-НЕ

Рисунок 3.4 – Схема ЛЭ ТТЛШ, выполняющего логическую функцию 2И-НЕ

Рисунок 3.5 – Схема ЛЭ ТТЛШ, выполняющего логическую функцию инвертора

Date: 2015-12-12; view: 476; Нарушение авторских прав