1. Принцип работы ттл вентиля

Биполярные транзисторы могут работать в режимах: отсечки, нормально активный, инверсно активный и насыщения. В инверсно активном режиме эмиттерный переход закрыт, а коллекторный переход открыт. В инверсном режиме коэффициент усиления транзистора значительно меньше, чем в нормальном режиме, из-за несимметричного конструктивного исполнения переходов база-коллектор и база-эмиттер.

При нулевом уровне на любом входе многоэмиттерного транзистора VT1 он работает в нормальном режиме и формирует на базе VT2 потенциал близкий к нулю. В этом состоянии неосновные носители из базы VT2 рассасываются не только через коллектор, но и через открытый VT1.

Если ноль подаётся на один из входов VT1, то наблюдается максимальный входной ток I=(E-0,7)/R1. В этом случае через другие эмиттерные переходы может наблюдаться паразитный ток. Чтобы он не был слишком велик неиспользуемые входы элемента присоединяются к источнику питания +5В, −5В через резистор с сопротивлением 1кОм, который может работать на 10 входов ТТЛ. Если свободные входы не подключаются ни к чему, то логика работы схемы сохраняется но паразитная ёмкость входных цепей будет уменьшать быстродействие цепи из расчёта 2 нс на 1 вход. Свободные входы могут воспринимать сигнал помехи, который может привести к сбою в работе схемы.

Если на все входы поступает уровень логической единицы, то VT1 окажется инверсно-включенным, ток R1 течёт через коллектор VT1 в базу VT2, на выходе формируется нуль. Если резистор R2 не используется, то мы имеем дело с элементом с открытым коллектором, у которого в условном обозначении используется дополнительный символ.

В ТТЛШ используются транзисторы Шоттки, в которых барьер Шоттки не позволяет транзистору войти в режим насыщения в результате чего диффузионная ёмкость мала и задержки переключения малы, а быстродействие высокое.

ТТЛШ-логика отличается от ТТЛ наличием диодов Шоттки в цепях база — коллектор, что исключает насыщение транзистора, а также наличием демпфирующих диодов Шоттки на входах (редко на выходах) для подавления импульсных помех, образующихся из-за отражений в длинных линиях связи (длинной считается линия, время распространения сигнала в которой больше длительности его фронта, для самых быстрых ТТЛШ микросхем линия становится длинной начиная с длины в несколько сантиметров).[1]

2 Расчет параметров вентиля

2.1 Расчет статических характеристик

К основным статистическим параметрам относятся:

- напряжение, соответствующее логическому «0» – ;

- напряжение, соответствующее логической «1» – ;

- напряжение выхода, соответствующее логическому «0» – ;

- напряжение выхода, соответствующее логическому «1» – ;

- ток, потребляемый схемой от источника питания в состоянии «0» – ;

- ток, потребляемый схемой от источника питания в состоянии «1» – ;

- входной ток (вытекающий ) – ;

- входной ток (втекающий ) – ;

Параметры многоэмиттерного транзистора, используемого в схеме:

Падения напряжений на открытом эмиттерном, коллекторном переходах, и диоде

Условные напряжения запирания эмиттерного перехода, диода, коллекторного перехода

Коэффициент усиления транзистора, напряжение коллектор-эмиттер в режиме насыщения а также омическое сопротивление области базы

;

статическое значение коэффициента усиления многоэмиттерного транзистора в инверсном режиме.

-напряжение на транзисторе в режиме насыщения

омические сопротивления области базы многоэмиттерного транзистора.

– сопротивления базы.

– сопротивления коллектора

Находим номиналы резисторов:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

Соотношение номиналов резисторов

Потребляемая мощность

;

Складываем выражения (2.1) и (2.3) подставляя получаем:

Итоговые номиналы резисторов ;

;

условный порог включения.

условный порог выключения.

очень мало, следовательно