-у и.

Рис. 2.3. Распределение токов в элементе И-НЕ с простым инвертором при подаче на вход высокого (а) и низкого (б) уровней напряжения

ет собой интегральный элемент, объединяющий свойства диодных логических схем и транзисторного усилителя. Функция И в схеме ТТЛ выполняется в общих для нескольких эмиттеров базовой и коллекторной областях. Основное структурное отличие МЭТ от обычных транзисторов заключается в том, что он имеет несколько эмиттеров, расположенных таким образом, что прямое взаимодействие между ними через разъединяющий их участок пассивной базы практически исключается. Таким образом, МЭТ представляет совокупность нескольких транзисторных структур, имеющих общий коллектор и непосредственно взаимодействующих друг с другом только за счет движения основных носи.елей. На рис. 2 3 представлен МЭТ как схема И-НЕ с простым инвертором (одиополярным ключом) [3].

Схема ТТЛ с простым инвертором не нашли широкого применения из-за малых помехоустойчивости, нагрузочной способности, а также плохого быстродействия однополярного ключа при работе на емкостную нагрузку. Они используются лишь как схемы с открытым коллектором для реализации функции МОНТАЖНОЕ ИЛИ, а также для включения элементов индикации [3].

С развитием и совершенствованием технологии базовым для схем ТТЛ стал ключ со сложным инвертором - двухполярным ключом (рис. 2.4, а). Использование сложного инвертора позволило увеличить быстродействие (особенно в устройствах с многослойными печатными платами), помехоустойчивость, нагрузочную способность и снизить требования к параметрам транзисторов, что привело, в свою очередь к повышению процента выхода годных микросхем.

В настоящее время выпускается несколько серий микросхем ТТЛ. Это стандартные серии 133, К155 (функциональные аналоги микросхем серий SN54/SN74, разработанных фирмой Texas Instru-mentes); микросхемы с высоким быстродействием серий 130 (функциональные аналоги серий SN54H, здесь Н обозначает повышенное быстродействие); маломощные микросхемы серий 134, КР134 (функциональные аналоги серий SN54L/SN74L, здесь L обозначает малую потребляемую мощность); микросхемы с диодами Шотки серий 530,

Микросхемы серии 130 не применяются в новой РЭА, так как являются неперспективными. Они приведены как этап развития схем ТТЛ, их заменили микросхемами серий 530, КР531.

П2 ф № xt

Y XZ-i

Рис. 2.4. Схема восьмивходового ТТЛ элемента И-НЕ (а), расширителя по ИЛИ (б) и элемента И-ИЛИ-НЕ (а)

КР531 (функциональные аналоги SN54S/SN74S, здесь S обозначает наличие в структурах диодов Шотки) и маломошные микросхемы с диодами Шотки серий 533. К555 (фуикционзльный аналог SN54LS/ SN74LS); усовершенствованные микросхемы с диодами Шотки серии 1530 (функциональные аналоги серии SN54AS), усовершенствованные маломощные микросхемы с диодами Шотки серий 1533, КР1533 (функциональные аналоги серий SN54ALS/74ALS); усовершенствованные микросхемы с высоким быстродействием и малым потреблением мощности серий 1531, КР1531 (функциональные аналоги серий 54F/74F), здесь F означает FAST (Fairchild Advanced Schottky TTL) - усовершенствованные ТТЛШ фирмы Fairchild.

Схемотехнически почти все ЛЭ, входящие в состав указанных серий, могут быть образованы комбинированием двух базовых схем: элемента И-НЕ (рис. 2.4, а) и расширителя по ИЛИ (рис. 2 4,6). Расширитель по ИЛИ совместно с элементом И-НЕ образует логический элемент И-ИЛИ-НЕ (рис. 2.4, а). Присоединением расширителя рис. 2.4, б к точкам а, б (см. рис. 2.4, а) можно увеличить число объединений по логическому входу ИЛИ.

Для всех схем ТТЛ, имеющих возможность расширения по ИЛИ, максимальное число объединений равно восьми. При присоединении одного расширителя задержка распространения схемы увеличивается примерно на 5 нс, а потребляемая мощ1юсть - на 5 мВт. Логические элементы ТТЛ обладают большой нагрузочной способностью

(Краа=10).

Большие выходные и сравнительно невысокие входные токи способствуют хорошему согласованию схем между собой. Как правило, в состав серий микросхем ТТЛ включаются схема с открытым коллекторным выходом (рис. 2.5, а) и ЛЭ с большим коэффициентом разветвления по выходу (повышенной нагрузочной способностью) (рис. 2.5,6). На рис. 2.5-2.8 приведены базовые схемы для каждой серии микросхемы ТТЛ. Рассмотрим принцип работы микросхемы ТТЛ на примере элемента И-НЕ, представленного на рис. 2.4, а [3]. Схема содержит простые п-р-п транзисторы (VT2-VT4), много-эмиттерный транзистор VT1, а также резисторы R1-R4 и диод VD. Такая с ема обеспечивает возможность работы на большую емкостную нагрузку при высоких быстродействии и помехоустойчивости.

и,.---r-X

Рис. 2,5. Базовые схемы стандартной серии микросхем ТТЛ:

а-и-НЕ (ИС 133ЛА1. К155ЛА1); б - И-НЕ с большим коэффициентом разветвления по выходу (ИС 133ЛА6, К155ЛА6); s - схема с открытым коллектором (ИС133ЛА7, К155ЛА7); г - расширитель по ИЛИ (ИС133ЛД1.

К155ЛД1)

Схема состоит из следующих каскадов: входного мпогоэмиттер-иого транзистора VT1 с малым инверсным коэффициентом усиления по току, фазорасщепляющего каскада, построенного на проходном транзисторе VT2 (этот каскад работает в режиме с малым рабочим током и имеет малые емкости р-п переходов); двухтактного выходного каскада (\ТЗ, VT4). Транзистор VT4 рассчитай на большой рабочий ток и имеет малое время выхода из режима насыщения при переключении схемы. Через этот транзистор стекают на общую шииу Входные токи ключей-нагрузок.

Высокое быстродействие микросхем ТТЛ при большой емкостной нагрузке объясняется тем, что как заряд, так и разряд нагрузочной емкости происходят через низкоомную выходную цепь. Однако при Переключении выходных транзисторов есть момент, когда они оба открыты. Из-за этого в цепи питания схемы возникают кратковременные, но мощные импульсы тока, которые могут привести к появлению импульсов помехи. Во избежание этого в аппаратуре, построенной с применением микросхем ТТЛ, необходимо создавать Цепи питания цифровых микросхем с малой индуктивностью про-

3-300