Элементы ТТЛ с тремя выходными состояниями 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Элементы ТТЛ с тремя выходными состояниями



имеют дополнительный вход V — вход разрешения (рисунок 3,а). При подаче на этот вход напряжения U 0 транзистор VT5 открыт и насыщен, а транзисторы VT6 и VT7 закрыты и поэтому не влияют на работу логического элемента. В зависимости от комбинации сигналов на информационных входах на выходе ЛЭ может быть сигнал с уровнем «лог. 0» или «лог. 1». При подаче на вход V напряжения с уровнем «лог. 1» транзистор VT5 закрывается, а транзисторы VT6 и VT7 открываются, напряжение на базе транзистора VT3 уменьшается до уровня UБЭ.нас + U д, транзисторы VT2, VT3, VT4 закрываются и ЛЭ переходит в высокоимпедансное (третье) состояние, то есть отключается от нагрузки.

На рисунке 3,б показано УГО этого элемента. Значок ∇ указывает на то, что выход имеет три состояния. Значок E «Разрешение третьего состояния» указывает, что сигналом =0 ЛЭ переводится в третье (высокоомное) состояние.

Для уменьшения помех по цепи питания в точках подключения к шинам групп ЛЭ устанавливают развязывающие керамические конденсаторы ёмкостью порядка 0,1 мкФ на один корпус. На каждой плате между цепью питания и общей шиной 1–2 электролитических конденсатора ёмкостью 4,7–10 мкФ.

Рисунок 3 Логический элемент ТТЛ

И-НЕ с тремя выходными состояниями а) и его УГО б).

В таблице 1 приведены параметры некоторых серий ЛЭ ТТЛ.

ПАРАМЕТРЫ СЕРИИ
Универсальные Высокого быстродействия Микромощные
133, 155 К531 КР1531 К555 Кр1533
Входной ток I0 ВХ, мА -1,6 -2,0 -0,6 -0,36 -0,2
Входной ток I 1 ВХ, мА 0,04 0,05 0,02 0,02 0,02
Выходное напряжение U 0 ВЫХ, В 0,4 0,5 0,5 0,5 0,4
Выходное напряжение U 1 ВЫХ, В 2,4 2,7 2,7 2,7 2,5
Коэффициент разветвления по выходу KРАЗ          
Коэффициент объединения по входу KОБ      
Время задержки распространения сигнала tЗАД.ср   4,8 3,8    
Потребляемый ток, мА:
I 0 ПОТ (при U 0 ВЫХ)     10,2 4,4  
I 1 ПОТ (при U 1 ВЫХ)     2,8 1,6 0,85
Допустимое напряжение помехи, В 0,4 0,3 0,3 0,3 0,4
Напряжение питания, В          
Выходные токи, мА:
I 0 ВЫХ          
I 1 ВЫХ -0,4 -1 -1 -0,4 -0,4
Средняя потребляемая мощность на элемент, мВт         1,2

 

Эмиттерно-связанная логика

Основой эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) является быстродействующий переключатель тока (Рисунок 14,а). Он состоит из двух транзисторов, в коллекторную цепь которых включены резисторы нагрузки RК, а в цепь эмиттеров обоих транзисторов — общий резистор Rэ, по величине значительно больший Rк. На вход одного из транзисторов подаётся входной сигнал Uвх, а на вход другого — опорное напряжение Uоп. Схема симметрична, поэтому в исходном состоянии (Uвх=Uоп) и через оба транзистора протекают одинаковые токи. Через сопротивление Rэ протекает общий ток IО.

Рисунок 4 Эмиттерно-связанная логика: а) переключатель тока;

б) упрощенная принципиальная схема

При увеличении Uвх ток через транзистор VT1 увеличивается, возрастает падение напряжения на сопротивлении Rэ, транзистор VT2 подзакрывается и ток через него уменьшается. При входном напряжении, равном уровню лог «1» (Uвх=U 1), транзистор VT2 закрывается и весь ток протекает через транзистор VT1. Параметры схемы и ток I 0 выбираются таким образом, чтобы транзистор VT1 в открытом состоянии работал в линейном режиме на границе области насыщения.

При уменьшении Uвх до уровня лог. «0» (Uвх = U 0), наоборот, транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 находится в линейном режиме на границе с областью насыщения.

В схеме ЭСЛ (Рисунок 4, б) параллельно транзистору VT1 включается ещё один или несколько транзисторов (в зависимости от коэффициента объединения по входу), которые составляют одно из плеч переключателя тока. К выходам ЛЭ для повышения нагрузочной способности подключены два эмиттерных повторителя VT4 и VT5.

При подаче на все входы или на один из них, например, первый, сигнала UВХ 1= U 1, транзистор VT1 открывается и через него протекает ток I0, а транзистор VT3 закрывается.

UВЫХ 1 = U 1UБЭ.нас = U 0

UВЫХ 2 = UПИТ – UБЭ.нас = U 1

Таким образом, по первому выходу данная схема реализует логическую операцию ИЛИ-НЕ, а по второму — операцию ИЛИ. Нетрудно видеть, что пороговое напряжение UПОР=UОП, логический перепад Δ U = U 1- U 0= UБЭ.нас и помехоустойчивость схемы U + ПОМ = U - ПОМ =0,5 UБЭ.нас.

Входные токи элемента, а следовательно, и токи нагрузки ЭСЛ малы: I 0 ВХ ≈0, ток I 1 ВХ равен базовому току транзистора, работающего на границе области насыщения, а не в области насыщения. Поэтому нагрузочная способность элемента велика и коэффициент разветвления достигает 20 и более.

Поскольку логический перепад невелик, то нестабильность напряжения источника питания существенно влияет на помехоустойчивость ЭСЛ. Для повышения помехоустойчивости в схемах ЭСЛ заземляют не отрицательный полюс источника питания, а положительный. Это делается для того, чтобы большая доля напряжения помехи падала на большом сопротивлении Rэ и только малая её доля попадала на входы схемы.

При совместном использовании ЛЭ ЭСЛ и ТТЛ между ними приходится включать специальные микросхемы, которые согласуют уровни логических сигналов. Их называют преобразователями уровней (ПУ).

Высокое быстродействие ЭСЛ обусловлено следующими основными факторами:

1. Открытые транзисторы не находятся в насыщении, поэтому исключается этап рассасывания неосновных носителей в базах.

2. Управление входными транзисторами осуществляется от эмиттерных повторителей предшествующих элементов, которые, имея малое выходное сопротивление, обеспечивают большой базовый ток и, следовательно, малое время открывания и закрывания входных и опорного транзисторов.

3. Малый логический перепад сокращает до минимума время перезарядки паразитных ёмкостей элемента.

Все эти факторы в комплексе обеспечивают малое время фронта и среза выходного напряжения элементов ЭСЛ.

Для ЭСЛ характерны следующие средние параметры: Uпит =–5В; U 1=–(0,7–0,9)В; U 0=–(1,5–2)В; Д.ср =3–7 нс; Pпот =10–20 мВт.

Перспективными считаются серии К500 и К1500, причём серия К1500 относится к числу субнаносекундных и имеет время задержки распространения менее 1 нс. (Таблица 2).

Таблица 2. Параметры основных серий ЛЭ ЭСЛ



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; просмотров: 406; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.237.235.148 (0.008 с.)