Элементы эмиттерно-связанной логики

Микросхемы на основе эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) нашли широкое применение в быстродействующих вычислительных устройствах благодаря таким преимуществам перед другими микросхемами, как высокое быстродействие, большая нагрузочная способность, высокая стабильность динамических параметров при изменении напряжения питания и рабочей температуры, независимость тока потребления от частоты переключения.

Базовый логический элемент ЭСЛ выполняет одновременно две функции: ИЛИ-НЕ и ИЛИ (рис. 3.33). Электрическая схема базового элемента состоит из трех цепей: токового переключателя, источника опорного напряжения и выходных эмиттерных повторителей.

Токовый переключатель построен на транзисторах T1-T4, резисторах R1 – R7 и диоде. Операция ИЛИ в переключателе выполняется за счет параллельного подключения транзисторов T1 и T2. Источник опорного напряжения представляет собой эмиттерный повторитель на транзисторе T5, резисторах R8, R9, термокомпенсирующих диодах D2 и D3. Один такой источник обслуживает несколько ЛЭ на одном кристалле. На транзисторах T6, T7 собраны выходные эмиттерные повторители. На первом выходе реализуется операция ИЛИ - НЕ, а на втором – операция ИЛИ.

Особенностью схемотехнического решения ЭСЛ является применение отрицательного источника питания, а также раздельного подключения шины земли к цепям токового переключателя и источника опорного напряжения с одной стороны (шина общ.1) и к цепи выходных эмиттерных повторителей – с другой стороны (шина общ.2). Следует учитывать при применении ЭСЛ ИС, что в этих цепях наблюдается различный характер потребления тока из шины электропитания в момент переключения элемента. В общей шине 1 ток практически постоянный, а в общей шине 2 – импульсный. Если эти шины разделить, то можно повысить помехоустойчивость. Заземление коллекторных цепей ЛЭ позволяет устранить влияние напряжения источника питания на уровни выходного напряжения, так как при этом напряжения и , т. е. не зависят от источника Е.

Выходные эмиттерные повторители подсоединяются к источнику отрицательного напряжения питания через внешние нагрузочные резисторы. Для уменьшения потребляемой мощности напряжение может быть уменьшено до 2 В. Оба входа базового ЛЭ подключаются к источнику питания Е = - 5,2 В через резисторы R3 и R4, что позволяет неиспользуемые входы ЛЭ оставлять в аппаратуре неподключенными.

Передаточная характеристика базового ЛЭ ЭСЛ приведена на рис. 3.34.