1.5 Ттл со сложным инвертором.

Типовая схема ИМС со сложным инвертором представлена на рисунке 1.13. Принцип работы схемы поясним с помощью таблицы 1.7. Если в точке Х (Х=Х1Х2) низкий потенциал (на входе присутствует хотя бы один логический 0), то транзистор VT2 закрыт и ток через него отсутствует.

Таблица 1.7

Х	VT2	UА, В	UБ, В	VT4	VT5	UВЫХ	Y
0	закр	5	0	откр	закр	3,8	1
1	откр	0,8	0,7	закр	откр	0,1	0

В этом случае потенциал в точке А будет около 5 В, а в точке Б U_Б 0 В (токами I_КЭ0 и I _Б4 пренебрегаем). Транзистор VT4 будет открыт, а тран- зистор VT5 будет закрыт. Следовательно, на выходе будет логическая 1.

Рисунок 1.13

Если в точке Х будет высокий потенциал (на входах логические 1), то транзистор VT2 находится в режиме насыщения, через него протекает ток. В точке Б напряжение будет равно U_Б= 0,7 В (падение напряжения на открытом эмиттерном переходе VT5), а в точке А U_А= 0,8 В (добавляется 0,1 В, которое на выходе).

В этом случае транзистор VT5 открыт, а транзистор VT4 закрыт. Причина того, транзистор VT4 закрыт, следующая. Между точкой А и выходом напряжение равно примерно 0,7 В (0,1 В падает на VT5. Это напряжение распределяется между двумя pn-переходами (эмиттерный переход VT4 и диод VD3). Считая, что переходы одинаковы, получаем на эмиттерном переходе VT4 напряжение равно 0,35 В. А этого недостаточно, чтобы открыть транзистор VT4. Следовательно, на выходе будет логический 0. Так как ёмкость нагрузки будет заряжаться и разряжаться через малое сопротивление транзисторов, то время включения t¹⁰ и выключения t⁰¹ будут приблизительно одинаковы (резистор R5 имеет малую величину 20-50 Ом и служит для ограничения тока в момент переключения).

Диоды VD1 и VD2 – антизвонные, служат для исключения переходных процессов на входе. Элементы R3, R4 и VT3 служат для получения более крутой характеристики прямой передачи (в момент перехода с уровня логической 1 в логический 0) и термостабилизации.

Входная характеристика такая же, как у ДТЛ. Характеристика прямой передачи отличается от характеристики ДТЛ тем, что уровень логического нуля составляет около 4 В.

Выходная характеристика изображена на рисунке 1.14.

При подаче на вход U¹_ВХ открыт транзистор VT5 и при увеличении напряжения на выходе, т.е. на его коллекторе характеристика совпадает с выходной характеристикой транзистора. Выходную характеристику при U⁰_ВХ лучше рассматривать при снижении напряжения на выходе. При снижении напряжения от 5 В до 3,8 В открываются оба pn-перехода (эмиттерный

Рисунок 1.14

переходVT4 и диод VD3) и при дальнейшем снижении напряжения ток возрастает из-за увеличения тока базы транзистора VT4.

В таблице 1.8 приведены параметры трех серий микросхем ТТЛ: 134 – маломощная, 130 – быстродействующая и 155 – типовая. Эти микросхемы отличаются потребляемой мощностью и быстродействием. Но энергия переключения у них примерно одинакова, так как у них единое схемотехническое решение.

Таблица 1.8

Параметр		Серия
	134	130	155
I0ВХ, мА 	-0,18	-2,3	-1,6
I1ВХ, мА 	0,01	0,07	0,04
U0, В 	0,35	0,35	0,4
U1, В 	2,3	2,4	2,4
t10 ЗД Р, нс 	200	10	19
t01 ЗД Р, нс 	200	10	22
PПОТР СР, мВт 	2	44	20
W, Дж 10-10	4	4,5	4,1