Основные показатели элемента ТТЛ.
1. Быстродействие элементов ТТЛ достаточно высокое (~10 нс). Включение транзисторов VT1 и VT3 происходит большим током I0 » (1.11) Выключение транзисторов VT1 и VT3 происходит большим током коллектора многоэмиттерного транзистора, работающего в прямом режиме. 2. Элементы ТТЛ характеризуются малыми входными токами и могут хорошо работать на емкостную нагрузку. Так, при UП = +5 В; IВХ= –1,6 мА многоэмиттерный транзистор работает в нормальном режиме. При этом IВЫХ = 16 мА, IВХ1 = 0,04 мА, IВЫХ1 = –0,4 мА; UВЫХ1 = 2,4 В, UВЫХ0 = 0,4 В, UПОМЕХ = 0,4 В. Среднее время задержки tЗАД ср = 12 нс. Недостатком таких элементов является наличие помех по цепи питания в переходных режимах. В этом случае все транзисторы ЛЭ оказываются в активной области. Чтобы уменьшить импульсные помехи по цепям питания ставят конденсаторы. 3. Коэффициент объединения по входу n зависит от числа дополнительных входных расширителей (от 10 и выше). 4. Коэффициент разветвления по выходу m. В зависимости от величины m элементы ТТЛ делятся на · маломощные (m<8); · с мощным выходом (m>10, IН < 48 мА). 5. Потребляемая мощность зависит от конфигурации ЛЭ и составляет сотни милливатт. Для повышения быстродействия логические элементы строят на ненасыщенных транзисторных ключах с переходом Шоттки. В схеме транзисторы VT2 и VT5 представляют сбой составной транзистор, который позволяет увеличить нагрузочную способность элементов. Транзистор VT3 улучшает быстродействие схемы и спрямляет переходную характеристику: Диоды VD1 – VD4 необходимы для повышения помехоустойчивости ЛЭ. Если отрицательная полуволна помехи появляется на входе, открывается соответствующий диод. Первая отрицательная амплитуда — около 0,8 В. Напряжение, при котором открывается транзистор, — больше 0,3 В. Данный логический элемент можно использовать как усилитель:
UСМ = u(p) = IВХ×RД. (1.12) IВХ = (1.13) UСМ = ×RД (1.14) Если RД = 420¸500 Ом, то получаем UСМ » UП 1 » UВХ(0). При возрастании RS увеличивается UСМ, UСМ ³ UП2 ¸ UВХ1. Добавочное сопротивление, при котором падение напряжения на нем обеспечивает выходное напряжение элемента в 2,4 В, называется критическим. UД = RД кр×IВХ » 1,5 В. (1.15) Обозначение ЛЭ с повышенной нагрузочной способностью:
Обычные ЛЭ имеют малое выходное сопротивление, поэтому выходы таких элементов нельзя непосредственно соединять друг с другом, так как при разных состояниях выходов элементов через выходную цепь могут протекать большие токи, и элемент может выйти из строя. Для расширения функциональных возможностей таких элементов включают дополнительный транзистор с открытым коллектором, который позволяет включать обмотку реле, светодиод, лампу накаливания, активное сопротивление. Активный элемент с открытым коллектором обозначают: à.
F= Y1×Y2 — монтажное И. (1.16)
Среди логических элементов данного типа есть элементы со стробированием. Если С=0, то все многоэмиттерные транзисторы работают в нормальном режиме, а все выходные транзисторы закрыты. Чтобы схема функционировала нужно подать на вход С сигнал, соответствующий логической единице. Среди логических элементов ТТЛ есть элементы с тремя состояниями. Два первых соответствуют обычной работе ТТЛ, третье — закрытому состоянию выходного транзистора, когда его выходное сопротивление достаточно велико, и нагрузка отключена от элемента (высокоимпедансное состояние элемента). Выход — состояние высокого импеданса. Если все параллельно включенные элементы имеют состояние высокого импеданса, то нагрузка отключена. Поочередно подключая элементы, можно передавать в нагрузку необходимую информацию. Свободные входы ЛЭ, чтобы уменьшить влияние входных помех, через сопротивление 1 кОм подключаются к источнику питания (до 20 входов). Для уменьшения импульсных помех в цепях питания к шинам питания подключают конденсаторы емкостью 0,1 мкФ. На плате устанавливают электрические конденсаторы С=4,7¸10 мкФ.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|