Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)

В ТТЛ-схемах для реализации логического элемента "И" вместо параллельного соединения диодов используется многоэмиттерный транзистор. Физика работы этого элемента не отличается от работы диодного элемента "2И".

Высокий потенциал на коллекторе многоэмиттерного транзистора получается только в том случае, когда на обоих входах логического элемента (эмиттерах транзистора) присутствует высокий потенциал (то есть нет коллекторного тока). Принципиальная схема типового элемента ТТЛ микросхемы приведена на рис. 3.9.

Рис.3.9. Принципиальная схема типового элемента ТТЛ микросхемы

Умощняющий усилитель, как и в диодно-транзисторном элементе, инвертирует сигнал на выходе схемы. По такой схеме выполнены базовые элементы микросхем серий 155, 131, 155 и 531. Схемы "И‑НЕ" в этих сериях микросхем обычно имеет обозначение ЛА. Например, микросхема К531ЛА3 содержит в одном корпусе четыре элемента "2И‑НЕ".

На основе базового элемента строятся и инверторы. В этом случае на входе логического элемента используется обычный одноэмиттерный транзистор. Схема инвертора, выполненного по ТТЛ технологии, приведена на рис. 3.10.

Рис.3.10. Принципиальная схема инвертора ТТЛ микросхемы

При необходимости объединения нескольких логических элементов "И" по схеме "ИЛИ" (или при реализации логических элементов "ИЛИ") транзисторы VT2 соединяются параллельно в точках "а" и "б", показанных на рис. 3.9. Выходной каскад при этом, как и в ДТЛ элементах, используется один. В результате быстродействие такого элемента, выполняющего достаточно сложную логическую функцию, получается точно таким же, как и у одиночного инвертора.

Как будет показано в следующих главах это очень удобный и распространенный логический элемент. Принципиальная схема логического элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" приведена на рис. 3.11.

Рис.3.11. Принципиальная схема ТТЛ микросхемы "2И-2ИЛИ-НЕ"

Использование таких логических элементов будет показано позднее, а условно-графическое изображение элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" приведено на рис. 3.12. Подобные логические элементы содержатся в цифровых микросхемах, в обозначении которых содержатся буквы ЛР.

Рис.3.12. Условно-графическое обозначение элемента "2И-2ИЛИ-НЕ" ТТЛ микросхем

Схемы "ИЛИ-НЕ" в ТТЛ сериях микросхем, как и в ДТЛ сериях, обозначаются буквами ЛЕ. Например, микросхема К1531ЛЕ5 содержит в одном корпусе четыре элемента "2ИЛИ‑НЕ".

Так как и в схемах ТТЛ и в схемах ДТЛ используется одинаковый выходной усилитель, то и уровни логических сигналов в этих схемах одинаковы. Поэтому часто говорят, что это ТТЛ микросхемы, не уточняя по какой схеме выполнен входной каскад рассматриваемых микросхем.

Появились КМОП микросхемы, совместимые с ТТЛ микросхемами по логическим уровням, например серии микросхем К1564 (зарубежный аналог SN74HCT) или К1594 (зарубежный аналог SN74АСT).