83.Базові логічні елементи транзисторної, транзисторно-транзисторної, а також транзисторно- транзисторної логіки з діодами Шотткі (тл, ттл і ттлш).

Логічні елементи класифікуються за кількома ознаками. В першу чергу розглядають схемотехнічне виконання базових елементів. При цьому в основу класифікації покладено подвійну назву, що вказує на тип вхідного і вихідного каскадів. Елементарний транзисторний ключ став основою перших елементів, які об’єднано було в клас транзисторної логіки з безпосередніми зв’язками (БЗТЛ).

Для покращення завадостійкості такого ключа у вхідних колах було ввімкнено резистор. Така схема стала називатись резистивно-транзисторною логікою. Щоб покращити частотні характеристики, тобто зменшити тривалість фронту та спад імпульсу, паралельно до R_б включається конденсатор. Такі схеми називаються резистивно-ємнісна транзисторна логіка (РЄТЛ). Однак вони не набули широкого вжитку через низьку технологічність. Першими серійними елементами стали ключі з вхідними діодними структурами (ДТЛ).

Найбільшим досягненням стала розробка багатоемітерних транзисторів, що дозволило створити елементи транзисторно-транзисторної логіки (ТТЛ).

У швидкодіючих елементах ТТЛШ (транзисторно-транзисторної логіки з діодами Шоткі) всі транзисторні ключі реалізовані із зворотними зв’язками на діодах Шоткі. Це дозволило значно підвищити швидкодію схем і є зараз основою надвеликих інтегральних схем, які в свою чергу є базою всієї комп'ютерної електроніки.

Окрім цього використовуються елементи емітерно-зв’язної логіки (ЕЗЛ) (на основі диференційних каскадів струмових ключів), n-, p- МОН логіка (на польових транзисторах) та комплементарна КМДМ – логіка (КМОН).

Завдяки пошуку оптимальних рішень для зменшення енергоспоживання логічних елементів розроблено структури так званої інтегрально-інжекційної логіки ( ).

Базові логічні елементи транзисторно-транзисторної логіки

В ТТЛ елементах можна виділити 3 каскади: вхідний каскад на основі багатоемітерного транзистора, транзисторний ключ (як правило з стабілізованим джерелом струму) і вхідний каскад. У вихідному каскаді для стабілізації нульових значень вхідних значень напруги (логічний 0) використовуються додаткові опорні діоди VД₁, VД_n.

Цим обумовлюється рівень напруги нуля ≈ 0,4 В (для кремнієвих інтегральних схем), або не більше 0,8 В. Живлення основного ключа на VT2 забезпечується джерелом стабільного струму на транзисторі VT3. Одночасно цей ключ є фазоінвертуючим каскадом для вихідного підсилювача потужності на транзисторах VT4, VT5.

Для покращення характеристик ТТЛ схем розроблено кілька схемотехнічних варіантів їх виконання:

1. ТТЛ елементи з відкритим колектором, призначені для узгодження вихідних каскадів з зовнішнім навантаженням. В цьому випадку вихідний ключ виконується за схемою з від’єднаним колектором, що дозволяє визначити тип і рівень навантаження схеми з допомогою додаткових навісних елементів (серія К133).

2. Каскади з підвищувальною навантажувальною здатністю (серія К531).

В цьому випадку вихідні ключі виконують у вигляді складених транзисторних каскадів з підвищувальною навантажувальною здатністю.

3. ТТЛ схеми із z-станом (з високоімпедансним станом) призначені для роботи в цифрових схемах, що комутують інформаційні сигнали на спільну шину. В цьому випадку у вхідних колах передбачають додатковий вхід багатоемітерного транзистора, при подачі на який керуючого сигналу, виходи логічного елемента переходять у стан високого опору, тобто відключаються від загальної шини. Для формування керуючого сигналу передбачено додатковий вхід z і кілька транзисторів керування.