*3.7.8. Резисторы, соединяющие выходы схем с шиной питания

При использовании схем с открытым стоком необходимо вычислить сопротивле­ние резистора R, соединяющего их выходы с шиной питания (pull-up-resistor calculation). Чтобы установить диапазон возможных значений сопротивления R, выполняются следующие расчеты:

Р ис. 3.56. Выходы двух КМОП-схем, пытающихся установить противополож­ные логические уровни на одной и той же линии

Минимальное значение

Сумма тока, протекающего по резистору R при низком уровне на выходах, объе­диняемых монтажной логикой, и входных токов схем, входы которых подключены к этим выходам при низком уровне на них, не должна превышать допустимого выход­ного тока схемы, находящейся в активном режиме, при низком уровне на ее выходе; этот ток равен 4 мА для серий НС и НСТ и 24 мА для серий АС и ACT.

Максимальное значение

Падение напряжения на резисторе R при высоком уровне на выходе не должно приводить к тому, чтобы выходное напряжение было меньше V_lHmin = 2.4 В плюс 400 мВ в качестве запаса помехоустойчивости. На резисторе будет падать некото­рое напряжение из-за токов утечки выходов, объединенных монтажной логикой, при высоком уровне на этих выходах и входных токов схем, подключенных к этим выходам.

Предположим, например, что четыре выхода схем с открытым стоком объе­динены вместе и нагружены двумя входами ТТЛ-схем серии LS, как показано на рис. 3.57 (см. параграф 3.11). В схему с низким уровнем на выходе должен втекать со стороны ее выхода ток 0.4 мА от каждого входа ТТЛ-схемы серии LS плюс ток, протекающий через резистор R, соединяющий объединенные выходы схем с шиной питания. Для того, чтобы общий ток не превосходил допустимого значе­ния I_Olmax, равного 4 мА для серии НСТ, ток текущий по резистору R, не должен превышать

I_Rmax = 4-(2 0.4) = 3.2mA

Р ис. 3.57. Четыре схемы с открытым стоком, объединенные монтажной логи­кой и нагруженные двумя входами, при низком уровне на выходе

Полагая, что выходное напряжение FQL низкого уровня схемы с открытым стоком равно 0.0 В, получим минимальное значение R:

При высоком уровне на выходе максимальный ток утечки типичных схем с открытым стоком равен 5 мкА, атипичный входной ток ТТЛ-схемы серии LS равен 20 мкА. Следовательно, при высоком уровне на выходе, как показано на рис. 3.58, потребуется ток

Этот ток создаст на резисторе R падение напряжения, которое не должно привести к уменьшению выходного напряжения до значения, меньшего чем VQ]imm ~ 2.4 В; из этого условия находим максимальное значение R:

Следовательно, можно воспользоваться любым значением К между 1562.5 Ом и 43.3 кОм. При большей величине сопротивления становится меньшей потребляемая мощность и улучшается помехоустойчивость при низком уровне, в то время как меньшие значения сопротивления приводят к увеличению потребляемой мощнос­ти, но позволяют достичь лучшей помехоустойчивости при высоком уровне и обес­печивают большую скорость перехода от низкого уровня к высокому.

Рис. 3.58. Четыре схемы с открытым стоком, объединенные монтажной логи­кой и нагруженные двумя входами, при высоком уровне на выходе