Тема 28. Блэ эмиттерно-связанной логики (эсл)
28.1. Электронный ключ с переключением тока.
Переключатель тока, изображенный на Рис.74а, представляет собой два биполярных транзистора VT1 и VT2, работающие в активном режиме с раздельными одинаковыми коллекторными нагрузками RK и общим стабилизатором эмиттерного тока на транзисторе VT3. На базу одного из транзисторов, как это показано на Рис.74а, подается управляющее напряжение UВх , а на базу другого - фиксированное опорное напряжение +ЕОП.
Рис.74
При изменении входного напряжения UВх на величину 0.4 В ток IK2 из цепи c опорным напряжением +ЕОП переключается в цепь, управляемую входным напряжением. Причем, стабилизатор тока на транзисторе VT3 поддерживает строгое равенство убывания тока в одной цепи и нарастание тока в другой цепи, то есть постоянство тока потребления от источника +Е даже при воздействии дестабилизирующих факторов.
В точке 1, как показано на Рис.74b, напряжение относительно точки 3 изменяется обратно пропорционально входному напряжению (происходит инвертирование), а в точке 2 напряжение относительно точки 3 повторяет входное напряжение, но ни напряжение в точке 1, ни напряжение в точке 2 никогда не равны нулю.
28.2. БЛЭ ЭСЛ.
При реализации БЛЭ ЭСЛ в переключателе тока предприняты меры для улучшения его статических параметров.
Для обеспечения в минимуме нулевого потенциала в точках 1 и 2 при запирании управляемого транзистора используется инверсное питание переключателя тока, при котором на эмиттер транзистора VT3 подается напряжение –Е, относительно заземленных сопротивлений RK , как это показано на Рис.75. При этом облегчается преобразование выходных отрицательных логических уровней в соответствующие уровни логических элементов иных схемотехнических построений, а также улучшается помехоустойчивость переключателя тока.
Рис.75
Используя вместо транзистора VT1 цепочку параллельно включаемых транзисторов, таких как VT1.1 и VT1.2, и подавая напряжения с точки 1 и с точки 2 через выходные эмиттерные повторители на транзисторах VT4.1 и VT4.2, повышающие нагрузочную способность выходов, можно получить логический элемент, реализующий две логические операции.
Для логической операции ИЛИ используется выход с точки 2, а для логической операции ИЛИ-НЕ используется выход с точки 1.
БЛЭ ЭСЛ обладает наивысшим быстродействием. Время задержки его переключения может не превышать 1 нс. Но это достигается самым большим постоянным энергопотреблением БЛЭ. Однако, благодаря постоянству энергопотребления, БЛЭ ЭСЛ не создают ни электрических, ни электромагнитных помех.
Уровни логического «нуля» и логической «единицы» в БЛЭ ЭСЛ имеют отрицательные значения и отличаются не столь существенно, как в БЛЭ ТТЛ или ТТЛШ.
Для сопряжения микросхем ЭСЛ с микросхемами других технологий используются специальные микросхемы, осуществляющие необходимое преобразование уровней.
Такие микросхемы производят преобразование логических уровней отрицательной логики ЭСЛ в положительные логические уровни элементов иных технологий или производят обратное преобразование логических уровней.
БЛЭ ЭСЛ имеет небольшой коэффициент объединения по входу, как и логические элементы НСТЛ. При реализации логических элементов ЭСЛ на кристалле микросхемы можно получить только небольшое число таких БЛЭ из-за сложной схемотехники БЛЭ и необходимости дополнительно реализовать в микросхеме источник высокостабильного опорного напряжения.