Boit_K__Cifrovaya_yelektronika_BookZZ_or g (773598), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Схема имеет входы А, В, С и вйход Е Если на входах А, В и С действует уровень Н, то Т, работает в инверсном режиме. Транзистор Т, войдет в режим насыщения. На выходе У будет напряжение примерно 0,2 В. Такое напряжение относится к уровню Е. Если по меньшей мере на одном из входов действует уровень |, то мультиэмиттерный транзистор Т, работает нормально в режиме насьпцения. Напряжение на его коллекторе падает примерно на 0,2 В. Т, запирается.
На выходе У действует уровень Н Рабочая таблица схемй рис. 6.42 представлена на рис. 6.43. При положительной логике получается логический элемент И-НЕ. Как будет работать схема при открытом входе? Под открытым входом понимают вход, который не подключен ни к уровню Е, ни к уровню Н То есть ко входу ничего не подключено, и он висит в воздухе. Такой вход не в состоянии понизить напряжение в точке Х схемы на рис. 6.42 до 0,2 В. То есть он не может заставить мультиэмиттерный транзистор проводить ток. ( э! 4 Глава 6. Семейства схем Если на двух входах схемы рис. 6.42 действует уровень Н, а третий вход открыт, то мультиэмиттерный транзистор будет работать в инверсном режиме — так же, как если бы на все три входа действовал Н-уровень.
Для ТТЛ-схем открытый вход приравнивается ко входу с высоким Н-уровнем. Посмотрим внимательнее на схему (рис. 6.42). Заметно, что мультиэмиттерный транзистор никогда не заперт. Он всегда проводит — либо в прямом, либо в инверсном режиме.
Базовый ток есть всегда В прямом режиме он течет к входам, которые лежат на уровне Г,. В инверсном он течет к базе транзистора Тгг Значит, носители зарядов базовой зоны при переключении режимов не должны рассасываться, и переключение из одного состояния в другое происходит очень быстро. Мультиэмиттерный транзистор очень быстро переключается из прямого режима в инверсный и наоборот, так как носителям зарядов в базе при переключении не нужно рассасываться.
Время переключения для транзистора Т, получается также малым. Носители заряда базы Т, как раз успевают рассосаться за время перехода мультиэмиттерного транзистора Т, из состояния насыщения в запертое состояние. Представленная на рис. 6.42 ТТЛ-схема не очень хорошо подходит для управления последовательно подключенными ТТЛ-элементами. Выход л, в состоянии Г, должен принимать от каждого присоединенного входа ток примерно 1,6 мА (рис.
6.44). При десяти присоединенных входах (коэффициент разветвления 10) это уже 16 мА. Эти 16 мА могут попасть на землю через проводящий транзистор Т,. Более сложный случай, если выход е, имеет Н-состояние и должен управлять десятью присоединенными элементами. Вытекающий из выхода е, ток вызывает падение напряжения на Яс. На значение этого напряжения уменыпается выходной уровень Е Это неудобно.
Уменьшение выходного уровня можно предотвратить, используя схему на дополнительном транзисторе, так называемый двухтактный выходной каскад. Такой каскад представлен на рис. 6.45. Рис. бА4. Управление ТТЛ-элементами при состоянии выхода ь. Рвс. б.45. Двухтактный выходной каскад. б.б бтЛ. Паба Один из транзисторов Т, и Т, должен быль заперт, другой проводить.
Если заперт Т, и проводит Т„то на выходе У действует уровень 1. Поступающий на выход У'ток течет через Т, на землю. Если заперт Тб и проводит Т„то на выходе У действует уровень Н. Ток управления, необходимый для следующих элементов, течет от + Ня через Я„ Т„диод Р, — к выходу У. Если выход У нагружается сильнее, т.
е. через выход Утечет сильный ток, то выходной уровень падает только на значение падения напряжения на резисторе Я,. На Т, и Р, при возрастании тока не возникает дополнительного падения напряжения. Двухтактная схема может выдавать и принимать относительно большие токи. оя в бо, о, о, о. Ряс. 6.47. Колебания входного напряжения при переходе с бб на Х. Ряс. 6А6.
Типовой ТГЛ-элемент с двухтактным выход- ным каскадом. При переключении выходных состояний оба транзистора Т, и Т„могут кратковременно проводить. Сопротивление Я, в этом случае ограничивает ток. Диод Р, слухсит для создания нужного уровня напряжения. Как он понижает напряжение, наглядно показано на схеме на рис. 6.46. Если транзистор Т, проводит, то к точке Вб приложено напряжение примерно 0,7 В (напряжейие база-эмиттер Т,).
Транзистор 7; будет полностью открыт. К точке У приложено напряжейие примерно +0,2 В. К Т, тоже приложено напряжение коллектор-эмиттер 0,2 В, так что в точке В, йотенциал относительно земли получается 0,9 В. Без диода Р, на транзистор Т, подавалось бы напряжение базис-эмитгер Н = 0,7 В (эмиттер +0,2 В, база +0,9 В).
Транзистор Т, также открылся бы. Так как на диоде Р, падение напрюкения составляет примерно 0,7 В, то потенциал эмитгера Т, поднимается до уровня примерно 0,9 В. При этом Нв транзистора Т, будет равно примерно 0 В, и Т, надежно закрывается. При переключении от ТТЛ-элементов на выходе получаются довольно крутые импульсы напряжения. Переходное время сигнала (см. разд. 6.4.3) достаточно мало и составляет примерно 5 нс. Вследствие этого могут возникнуть так называемые «колебания напряжения». Переходный процесс при переключении входа ТТЛ-элемента с Н на А изображен на рис. 6.47. Напряжение на входе может доходить кратковременно до — 2 В. Диоды Р„Р, и Р„ в схеме на рис.
6.46 должны подавлять колебания напряжения и принимать на себя отрицательное напряжение. Они называются отводными диодами. Рис. б.49. Совместное полключе- ние ТТЛ-элементов с открытым коллектором. Рис. бА8. ТГЛ-элемент И-НЕ с открытым кол- лектором. 6.6.2. Стандартные ТТЛ-схеалы Подсемейство «стандартные ТГЛ» играет большую роль в схемотехнике. Типичная схема из стандартных ТТЛ показана на рис. 6.50. Элемент производит при положительной логике логическую операцию И-НЕ. Рис. б.50.
Стаипартныа ТГЛ-эпемент схемы РГ.Н 101-7400 (И-НЕ при повелительной логике). В ТТЛ-схемах имеются элементы с так называемым «открытым коллектором». В этих элементах отсутствует сопротивление коллектора. Вывод коллектора подключен к выводу на корпусе элемента (рис. 6.48). При синтезе схем следует правильно подбирать сопротивление коллектора. Элементы с открытым коллектором предназначены для проводных операций. Можно соединить открытые коллекторы нескольких элементов вместе и затем общую точку соединить с источником питания (рис.
6.49). Величина совместного сопротивления выбирается согласно рекомендациям производителя. При этом большое значение имеет число совместно подключенных элементов. Представленная на рис. 6.49 схема является схемой проводного И при положительной логике. Если выход имеет уровень 1, т. е. выходной транзистор открыт, то общая точка Д будет всегда на уровне Т,.
Только если все выходные транзисторы заперты, или все выходы имеют Н-уровень, общая точка имеет Н-уровень. ТТЛ-семейство делится на ряд более мелких подсемейств. Схемы отдельных подсемейств различаются между собой прежде всего потреблением мощности и быстродействием, а также помехоустойчивостью. 6.6.2. 7. Схемы Почти все ТТЛ-элементы выпускаются в виде интегральных микросхем. Схема Г1.Н 101-7400 содержит, например, четыре элемента И-НЕ, что сле- дует из схемы на рис.
б.51. П, А В О 14 13 12 11 !О 9 В Ваа еввФу 1 2 3 4 5 6 7 о В основном ТТЛ-элементы выпускаются в 1)1Р-корпусах (рис. б.52). 0,45 и О, Для проводных И используются элементы с открытым коллектором. Схема элемента НЕ с открытым коллектором показана на рис. б.53. Интегральная схема Р1.Н 271-7405 содержит шесть таких элементов НЕ (рис.
б.54). о 14 1З 12 М 1О В В 2 З 4 В В А О о Рис. 6.51. Схема подклю- чения интегральной мик- росхемы РЬН 101-7400, Рис. 6.53. Схема элемента НЕ с откры- тым коллектором (51егпепв). Рис. 6.52. Корпус 01Р (с двухсторонним расположением выводов). Рис. 6.54. СЪема подключения интегральной микросхемы РЬН 271-7405 (51егпепв). (Па Г 4С 4 Элементы И-НЕ от двух до восьми входов имеются в различных исполнениях: с двухтактной схемой, с открьпым коллектором или с силовым выходом. Схема И-НЕ-элемента с пятью входам представлена на рис. 6.55.
Микросхема Л.Н 331-4931 содержит два таких элемента. Рис. б.55. ТТЛ-элемент И-НЕ с литью входами и схема соединений схемы Н.Н 331-4931. и, 14 !3 12 11 10 9 3 Рис. б.5б. ТГЛ-элемент И с открытым коллектором и схема соединений схемы Н.Н 391-7409. Ваа сеемч 1 2 3 4 3 е т 4 В С О Е О 0 и, 4 в о 14 13 12 11 10 9 3 2 з 4 3 е т о Еаа 444143 Элементы И применяются реже. Их можно легко сделать из элементов И-НЕ структурирования. Для простых схем используется схема Я.Н 391-7409. Она состоит из четырех элементов И с открытым коллектором (рис. 6.56) и предназначена для проводных И-соединений. 6.6.2.2. Предельные значения и параметры схем Предельными называются величины, которые ни в коем случае не должны быль превышены.
Если это произойдет, то элемент будет выведен из строя. Для стандартных ТТЛ-схем действуют следующие общие предельные значения: К основным параметрам относятся статические характеристики, быстродействие и логические данные. Одним из главных параметров является напряжение питания. Оно может варьироваться между 4„75 В и 5,25 В. Типичным значением является 5 В. Для всех элементов указывается и. +е,тв а нижняя граница входного напряжения Н-уровня. Она составляет обычно 2 В.
При самом малом напряжении уровня Н 0;, равном 2 В, выходное напряжение оа, не может превышать 0,4 В„даже когда выходной ток достигает максимального значения 16 мА. Для проверки соблюдения этого условия существует тестовая схема 1 на рис. 6.57. Условия испытаний приведены в таблице на рис. 6.58. Рис.
6.57. Тестовая схема 1. Рис. 6.58. Выдерика из протокола испытаний. ~~~20 Глава 6. Семейства схем и -+атее При самом высоком напряжении О уровня Х Уп, равном 0,8 В, выходное напряжение У не может быть ниже 2,4 В. Значения для верхней границы У и ниж-! 4сс мкя ней границы У и определяются с по! могцью тестовой схемы 2 на рис. 6.59. | | Все остальные нетестируемые входы включаются на Н-уровень, так как это соответствует самому неблагоприятному варианту работы схемы. Входные токи различаются в зависимости от уровня на входе. Н-входной ток 1! является током входа, который протекает при Н-уровне 2,4 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
