Базовый логический элемент ТТЛ

Схема базового элемента на два входа (2И-НЕ) приведена на рис. 25.

 

 

Рис.25. Принципиальная схема базового элемента серии К155

 

Таблица истинности на три входа

Х1	Х2	Х3	И	И-НЕ

 

 

Входной каскад на многоэмиттерном транзисторе VTм реализует функцию И входных сигналов. Каждый из эмиттеров (обычно их не более восьми) служит входом элемента. Взаимодействие между эмиттерами через участки пассивной базы практически отсутствует.

Выходной каскад на транзисторах VT1 - VT3 представляет собой сложный инвертор (НЕ). При поступлении на оба входа (Х1 и Х2) напряжения высокого уровня («1», Е¹ ³ 2,4 В) эмиттерные переходы VTм закрываются и напряжение коллектора VTм U_{к м} увеличится, VT1 отпирается и насыщается. Отпирается и насыщается транзистор VT2, и на выходе схемы появляется напряжение низкого уровня (U⁰_вых = Е⁰ £ 0,4 В). При этом падение напряжения на диоде VD₀ равно 0,8 В, что обеспечивает запирание транзистора VT3.

Когда на один или несколько эмиттеров VTм подается напряжение низкого уровня («0», Е⁰ £ 0,4 В), эмиттерный переход транзистора VTм открывается и напряжение U_{к м} уменьшается, вследствие этого VT1 и VT2 закрываются, а VT3 открывается. На выходе схемы появляется напряжение высокого уровня U¹_вых = Е¹ ³ 2,4 В.

При подаче на вход схемы напряжения «1» входное сопротивление для одного входа R¹_вх» 4 МОм, выходное сопротивление R¹_вых» 80 Ом.

При подаче на вход схемы напряжения «0» входное сопротивление R⁰_вх = R_б = 4 кОм, выходное сопротивление R⁰_вых» 40 Ом.

Пороговое напряжение U_пор ниже которого логический элемент (ЛЭ) находится в состоянии «0», т. е. выключен, а выше которого – в состоянии «1», т. е. включен, равно 1,5 В. При расчетах принимается: Е¹ = 3,5 В; Е⁰ = 0,2 В. Во избежание пробоя эмиттерного перехода VTм не допускается подача на вход ЛЭ напряжения, превышающего 5,5 В. Там, где входное напряжение может превысить 5,5 В, включают ограничивающий диод между входом и положительным полюсом источника.

При отрицательном напряжении на входе возможен перегрев ЛЭ. Допустимое напряжение – 0,8 В. При меньших значениях входного напряжения необходимо для защиты ЛЭ включать ограничивающие диоды между эмиттером и «землей» (отрицательным полюсом источника). В микросхемах серии К155 ограничивающие диоды между эмиттером и «землей» уже имеются в самих элементах.

Переключение ЛЭ из одного состояния в другое происходит не мгновенно, а с некоторой задержкой Задержка объясняется временем перезаряда паразитных емкостей и инерционностью транзисторов.

Основные электрические данные К155ЛАЗ:

время задержки распространения сигнала при включении £ 15 нс – интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе напряжения на выходе ЛЭ от напряжения «1» к напряжению «0», измеренный на уровне 0,5; время задержки при выключении t_з.р⁰¹ £ (15 – 29) нс – интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе выходного напряжения от напряжения «0» к напряжению «1», измеренный на уровне 0,5;

коэффициент разветвления n – количество единичных нагрузок (входов ЛЭ данной серии), которое можно подключать одновременно к выходу микросхемы, n равно 10; входной ток «1» I¹_вх £ 40 мкА; входной ток «0» I⁰_вх £ 1,6 мА; потребляемая мощность Р_пот = 110 мВт.

Микросхема К155ЛАЗ содержит в одном корпусе четыре независимых друг от друга ЛЭ вида 2И-НЕ. Нумерация выводов показана на рис.26, размеры корпуса – на рис. 27.

 

		б)

 

 

 

Рис.26. Нумерация Рис.27. Геометрические размеры

выводов К155ЛАЗ корпуса микросхемы К155ЛАЗ