Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987) (1092081), страница 32
Текст из файла (страница 32)
5457745 54/74 54Н)74Н ния, а это означает, что их можно использовать в логических разработках совместно; необходимо только следить за выходными нагрузками. В таблице 3 проведено сравнение быстродействия ТТл-схем. Ясно, что самым быстрым оказывается семейство 74В, а наиболее подходящим для общего применения по-видимому является, семейство 744.$, что обусловлено небольшой потребляемой мощностью при сравнительно малом времени задержки.
Таблица 5. Потребляемый ток лля различных ТТЛ-схем Потребляеммй ток. усред- ненный на один вентиль (козффикиент заполнения импульса ЗЕ' ), мА Р,м„(полн.), мА М „(поли.), мА Тип схемы Максимальное значение Максимальное значение Типичное значение Типичное значение Типичное звачевве '00 '04 '10 '20 '30 'НОО 'Н04 'Н!О 'Н20 'НЗО '1.00 '1.04 '!.10 ').20 5)454(.30 бь)74(.30 ') 500 "(.504 '! 510 ') 520 "1.530 "500 '504 '5!О "520 '530 "5133 10 16 7,5 5 2,5 0,44 0,66 0,33 0,22 0,11 0,11 0,8 1,2 0,6 0,4 0,35 10 15 7,5 5 3 3 8 12 6 4 2 !6,8 26 12,6 8,4 4,2 0,8 1,2 0,6 0,4 0,33 0,2 1,6 2,4 1,2 0,8 0,5 !6 24 12 8 5 5 12 !8 9 б 3 26 40 19,5 !3 6,5 1,!6 1,74 0,87 0,58 0,29 0,29 2,4 3,6 1,8 1,2 0,6 20 30 15 10 5,5 5,6 22 33 16,5 11 б 40 58 30 20 1О 2,04 3,06 1,63 1,02 0,5! 0,51 4,4 6,6 3,3 2,2 1,1 36 54 27 18 10 10 4,5 4,5 4,5 4 5 4,5 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,4 0,4 0,4 0,4 0,48 3,75 3,75 3,75 3,75 4 25 4,25 Таблица 4.
Входные сопротивления и входные токи в схемах различных ТТЛ-семейств прн входных напряжениях высокого и низкого уровней (один стандартный вход) Входное сопротиз- ление (кОм) г',„ „„„,. мд Серия — 1,6 54/74 54Н/74Н 541. 5455/7455 545/745 Таблица б. Время задержки распространения сигнала для различных ТТЛ-схем (прн (=25'С). (Определения /рьн н грнь (см. рис. 4.30)) (р „, нс (зыход: переход с низкого урания на высокий) (р„„, нс (зыход: переход с высокого уровня на низний) Условии испьыаинй тап схемы типнч аое типич- ное макся- мальиое мансн- мальноЕ !! 12 !3 22 22 22 15 15 15 '00, '10 '04, '20 'ЗО С,=!5 пФ, йн 400 Ом Си=25 пФ, йн=280 Ом '1.00, Ч.04, ').!О, '1.20 '1.30 35 35 60 60 31 70 60 !00 Се=50 пФ, йп-4 кОм 15 20 'Е500, ').504 '1 5!О, '1.520 '1 530 15 !5 С,=15 пФ, й,=2 кОм 10 !3 3 4,5 пФ, йн=280 Ом пФ, йн = 280 Ом 4 5,5 пФ, йн 280 Ом пФ, йа=280 Ом 4,5 'НОО 'Н04 'Н10 'Н20 'НЗО '500, '504 '510, '520 '530, '5133 Си=15 Са 50 С,=15 Си=50 4 2,8 40 8 18 2,8 40 50 10 20 20 50 5,9 5,9 6,8 10 10 10 !О 10 — 2 — 0,18 — 0,8 — 0,4 6,2 6,5 6,3 7 8,9 10 10 10 10 12 Глава 4 Для всех перечисленных ТТЛ-семейств действуют правила применения, разработанные для стандартных ТТЛ-схем и перечисленные в равд.
4.11 — 4.15. Напряжение питания равно +5 В, а помехоустойчивость достигает 1 В и более. Потребляемая мощность часто не зависит от рабочей частоты срабатывания логической схемы. В таблице 4 сравниваются сопротивления резисторов нагрузки во входных схемах различных ТТЛ-семейств, а также входные токи для высокого и низкого входных уровней, приходящиеся на один стандартный вход. лхад 'г 7РИ-~ хт дул"о П7777/Ж Рис. 4.30. Определение егьн и Ггнь для ТТЛ-схем. Наконец, в табл. 5 и 6 приведены параметры отдельных схем нз различных ТТЛ-семейств.
В табл. 5 указаны потребляемые токи для напряжений высокого и низкого уровней, а также средний ток, приходящийся на один элемент при коэффициенте заполнения импульса 50о7з. В табл. 6 для ряда схем дано время задержки распространения сигнала при заданных данных емкостной и омической нагрузках. На рис. 4.30 показано, как определяются времена задержки распространения 7зьн и 7пнь для схем из различных ТТЛ-семейство. Как мы уже видели в раза. 3.8, ТТЛШ-семейство играет такую же фундаментальную роль, как и стандартные ТТЛ-схемы, только вместо обычных диодов и транзисторов в нем ис- о Время задержки распространения сигнала — зто интервал времени между входным и выходным импульсами, измеренный на уровне ОД их амплитуды.
Приведенные на рисунке значения учитывают значение напряжения до начала импульса. — Прим. рад. г777 Елдгу И дд7Хид дете д(И7 е гуеьн 77/ дегг лд 77е д 7П (7 4.24. Новые семейства логических схем в биполярном исполнении И' ~-7Рм-' 7теегх б р 77дзгх т ~РЕН~, 7 дбгх д а 77детх ЬУ74 19$ Семейства хоеических схем пользуются диоды и транзисторы Шотки. Транзистор Шотки отличается от обычного транзистора тем, что в нем коллектор соединен с базой с помощью диода Шотки, который предотвращает работу транзистора в режиме насыщения. Благодаря этому соединению исключается эффект накопления электронов и области базы, т. е. в конечном счете уменьшаются задержки, зависящие от эффекта накопления. На рис. 4.3! показан транзистор с диодом Шотки, включенным между коллектором и базой, и его схемное обозначение.
Тзк как диоды Шотки имеют высокое быстродействие, то тран- Рис. 4.31. Транзистор, в котором переход база †коллект шунтируется диодом Шатки. Такая комбинация называется транзистором Шатки (а), который в логических схемах обозначается с помошью символа, приведенного на рис. б. зисторы Шотки обладают хорошими коммутационными параметрами. Кроме того, они легко объединяются на одном кристалле в сложные ТТЛШ-схемы. Фирма Техаз 1пз1гшпеп1з разработала два новых ТТЛШ-семейства: усовершенствованнное и усовершенствованное маломощное ТТЛШ-семейства.
В таблице 7 сравниваются наиболее существенные характеристики ТТЛ-семейств с диодами Шотки и ТТЛ-семейств, изготовленных с применением легирования золотом. В настоящее время усовершенствованные ТТЛШ-схемы имеют максимальное быстродействие 1,5 нс и частоту переключения в счетных схемах вплоть до 200 МГц. Рассеиваемая мощность составляет 20 мВт на один вентиль, т. е, произведение быстродействия на рассеиваемую мощность равно 30 пДж.
Среднее время задержки для усовершенствованного ТТЛШ-семейства равно 1 нс, а средняя потребляемая мощность — 12 мВт (на один логический элемент). Новое семейство предназначено для реализации сложных логических функций, в которых требуется высокое быстродействие. Глава 4 Усовершенствованное маломощное ТТЛШ-семейство является быстродействующим вариантом известного маломощного ТТЛШ-семейства. Эта серия охватывает полный набор ТТЛ- функций; по сравнению с ТТЛШ-схемами эти схемы рассеивают на 50рго меньшую мощность и имеют в 2 раза более высокое быстродействие. Для усовершенствованных маломогцных 1аблица 7. Характеристики усовершенствованных ТТЛШ-, усовершенствованных маломощных ТТЛШ-схем и ТТЛ-схем Логические зле- иеигы Триггеры Произведение быгзролсасгвия на потребляемую иопгность, пдж Текиолагмя Серия Потребляемая мощность, мат Чвсгогныа диапазон, мги Вреыя задержки, нс 57 19 30 4 125 45 200 50 3 9,5 1,5 4 19 2 20 ! Отсечка диодом Шотки 543/743 541.5/741.3 54А8/74А3 54А1.3/74А15 Легироваиие ЗОЛОТОМ 54Н/74Н 54!74 54Ц741 6 1О 33 22 1О 1 132 100 33 50 35 3 ТТЛШ-схем среднее время задержки равно 4 нс и средняя рассеиваемая мощность составляет 1 мВт на один логический элемент, т.
е. произведение этих величин равно 4 пДж. Усовершенствованное маломощное ТТЛШ-семейство предназначено для применений, где наиболее существенным параметром является небольшая потребляемая мощность, а скорость переключения не так существенна. Эти схемы могут выполнять функции, идентичные функциям стандартных ТТЛ- и маломощных ТТЛШ-семейств, однако с меньшей рассеиваемой мощностью и более высокой скоростью переключения. Они выполняют многие логические функции в случаях, когда требуется обеспечить минимальное произведение быстродействия на потребляемую мощность. Более высокий коэффициент разветвления по выходу также обеспечивает для нового семейства ряд преимуществ при использовании в реальных схемах. В частности, новые схемы могут управлять 20 входами вместо 10.
Максимальная величина Семейства логических схем 197 Рс,„равна 0,8 В, что обеспечивает большую помехоустойчивость 10,4 В). В настоящее время усовершенствованное маломощное ТТЛШ-семейство уже содержит около 75 типов схем, которые используются и в маломощном ТТЛШ-семействе, такие, как вентили, двойные Р- и УК-триггеры и другие СИС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
