2.2.5. Логічні елементи емітерно – зв’язкової логіки (езл).

Схемотехніка ЕЗЛ заснована на використанні диференціального підсилювача в режимі перемикання струму. Елементи ЕЗЛ в даний час є над швидкодіючими серед напівпровідникових елементів на основі кремнію (Примітка: є ще на основі арсенід - галію).

Надшвидкодія елементів ЕЗЛ досягається за рахунок використання ненасиченого режиму роботи транзисторів, вихідних емітерних повторювачів, малих амплітуд логічних сигналів (біля 0,8В). У логічних елементів ЕЗЛ є парафазний вихід, що дозволяє одночасно одержувати пряме і інверсне значення реалізованої функції. Це дає помітне зниження загальної кількості мікросхем в апаратурі.

Особливостями схемотехніки ЕЗЛ та її характеристик є:

- можливість об’єднання виходів декількох елементів для утворення нових функцій;

- можливість роботи на низькоомному навантаженні завдяки наявності емітер них повторювачів;

- незалежність споживаної потужності від частоти перемикання,

- висока стабільність динамічних параметрів при зміні температури і напруги живлення,

- використання від’ємного джерела живлення і заземлення колекторних кіл. Що зменшує залежність вихідних сигналів від перешкод у шинах живлення.

До недоліків елементів ЕЗЛ відносять: складність схем, значне споживання потужності та труднощі узгодження з мікросхемами ТТЛ і ТТЛШ (різна полярність живлення, різна величина робочих сигналів, узгодження низкоомних та високоомних входів і виходів, різне кодування електричною напругою лог.1 і лог.0).

Промисловість випускає ряд серій ЕЗЛ: 100,137,138,187,223,229,700,500 і К1500. високі техніко – економічні характеристики мікросхем серій 500 і К1500 обумовили їхнє широке застосування у швидкодіючих цифрових пристроях.

Схема типового елемента ЕЗЛ серії 500 та його умовне позначення показані на Мал.2.11. схема вміщує:

- перемикач струму (логічні транзистори VT1,VT2, опорний транзисторVT3, резистори R1, R2, R3);

- джерело опорного зміщення (транзистор VT4, діоди VD1,VD2, резистори R5, R6);

- вихідні емітерні повторювачі (транзистори VT5,VT6).

Особливості схеми: Емітери транзисторів VT1,VT2,VT3 з'єднані. Джерело живлення UСС = - 5.2В підключено мінусом до схеми, а плюсом до маси. Транзистор VT5 підключений до колекторів VT1,VT2 , а транзистор VT6 підключений до колектора транзистора VT3.

У ЕЗЛ беруть узгодження від’ємної логіки: значення лог.0 відображають високим рівнем від’ємної напруги U= - 0,9В; значення лог.1 відображають низьким рівнем від’ємної напруги U= - 1,7В.

Якщо хоч на один із входів X1 або X2 подана напруга – 0,9В , то транзистор VT1 або VT2 відкривається, на нього перемикається струм емітерів ІЕ , що створює на резисторі R1 падіння напруги мінус 0,9В. при цьому опорний транзистор VT3 закритий і на резисторі R2 падіння напруги дорівнює мінус 0,1В.

Якщо на усі входи одночасно подана напруга - 1,7В, то транзистори VT1 і VT2 закриваються. А транзистор VT3 відкривається і на нього перемикається струм ІЕ У цьому випадку падіння напруги на резисторі R1дорівнює мінус 0,1В, а на резисторі R2 мінус 0,9В.

Емітерні повторювачі на транзисторах VT5,VT6 приймають сигнали які надходять з лівого і правого плеча перемикача струму. У від’ємній логіці елемент ЕЗЛ реалізує на прямому виході функцію “I” F = X1 X2 , а на інверсному виході - функцію “НЕ - І”

Y =

Завдяки наявності емітерних повторювачів у елементах ЕЗЛ допускається об’єднання виходів, як показано на Мал.2.12. Об’єднання виходів дозволяє розширити можливості елементів ЕЗЛ і реалізувати функцію “НЕ – І - ЧИ”.