Логические элементы ТТЛ цифровых микросхем

Логические элементы ТТЛ цифровых микросхем

Рис. 1. Схема базового логического элемента ТТЛ 2И-НЕ

 

Логические элементы ТТЛ цифровых микросхем

Рис. 2. Передаточная характеристика элемента ТТЛ 2И-НЕ

Схема базового элемента цифровых микросхем ТТЛ — элемента 2И-НЕ — приведена на рис. 1. Он состоит из входного многоэмиттерного транзистора VT1, парафазного усилительного каскада на транзисторе VT2 и двухтактного выходного каскада на транзисторах V73, VT4. Последние два каскада на транзисторах по своему построению напоминают фазоинверсный и выходной каскады бестрансформаторного усилителя звуковой частоты (34).

Передаточная характеристика такого логического элемента изображена на рис. 2. Если входное напряжение находится в пределах 0... 0,5 В, то эмиттер-ный р-п переход транзистора VT1 открыт, но напряжение на его базе недостаточно для открывания коллекторного перехода этого транзистора и эмит-терных переходов транзисторов VT2, VT4. Поэтому транзисторы VT2 и VT4 закрыты, a ѴТЗ — открыт напряжением, поступающим на его базу через резистор R2. Диод VD3 открыт и на выходе элемента напряжение составляет примерно 3... 4 В (рис. 2, точка а). Увеличение входного напряжения приводит к постепенному открыванию транзистора ѴТ2, уменьшению напряжения на базе транзистора ѴТЗ и его постепенному плавному закрыванию (рис. 2, участок б—в). Дальнейшее увеличение входного напряжения приводит к еще большему открыванию транзистора ѴТ2, увеличению напряжения на резисторе R3 и открыванию эмиттерного перехода транзистора VT4. Это приводит к тому, что эмиттерный переход транзистора VT4 шунтирует резистор R3, транзистор VT2 начинает резко открываться, а напряжение на выходе элемента уменьшаться. В этот момент (рис. 2, участок в—г) все транзисторы открыты и находятся в активном режиме — это участок характеристики элемента, который можно использовать для обработки аналоговых сигналов. Этот режим характеризуется высокой крутизной передаточной характеристики и максимальной потребляемой от источника питания мощностью, так как через открытые транзисторы ѴТЗ и ѴТ4 протекает сквозной ток, ограничиваемый резистором R4.

Если продолжать увеличивать входное напряжение, то транзисторы ѴТ2 и ѴТ4 перейдут в режим насыщения (рис. 2, участок г—д), что приведет к более плавному уменьшению выходного напряжения. Если же входное напряжение окажется выше 2...2,5 В, то транзистор ѴТЗ закроется и значение выходного напряжения не превысит напряжения насыщения транзистора ѴТ4 (0,4 В),

Передаточная характеристика элемента ТТЛ температурно зависима: при повышении температуры окружающей среды до +125 °С она сдвигается влево примерно на 0,3 В, а при уменьшении до —60 °С — вправо на ту же величину. Протяженность линейного участка по выходу составляет 1,5... 1,8 В.

Литература: И. А. Нечаев, Массовая Радио Библиотека (МРБ), Выпуск 1172, 1992 год.

0 1970 Все о микросхемах
логика логический элемент ТТЛ
cashback