Логические элементы с тремя состояниями.

Пусть на входе Е_N - НУ, тогда VT₆ - в насыщении, VT₇ и VT₈ - закрыты - цепь для протекания тока через коллектор VT₈ и VD₂ отсутствует. Элементы VT₆, VT₇ и VT₈ не влияет на работу схемы. Элемент работает как обычный инвертор.

Если E_N = ВУ, то VT₈ - в насыщении, а U_K VT₄ = 0,1В - НУ ТТЛ. Этот сигнал поступит на второй эмиттер VT₁ и VT₁ входит в насыщение. VT₂ и VT₄ закрываются. НУ поступает и на базу VT₃ . VT₃ - закрывается, также закрыты VT₃ и VT₄ и отсутствует цепь для протекания выходного тока. То есть I_ВЫХ не зависит от нагрузки и равно нулю. Это третье составление элемента (Z - состояние, высокоимпедансное состояние). Физический смысл - транзистор электрически отключается от нагрузки (так как ток равен нулю,то это соответствует обрыву цепи).

Для ТТЛ отсутствие сигнала эквивалентно подаче логической единицы на вход.

* - вывод не несет логической информации.

Реализация логических функций на базе элементов ттл. Элементы и-не с помощью многоэмиттерного исполнения транзисторов vt1.

Если хотя бы на одном из эмиттеров будет НУ, то соответствующий переход база-эмиттер будет открыт и VT₂ и VT₄ - закрыты. На выходе - ВУ .

Если открыты m эмиттеров, ток базы делится на m, следовательно, входной ток в m раз меньше, чем при открытом одном эмиттере.

В схеме VT₂ и VT₂^ включены параллельно и обеспечивают реализацию функции ИЛИ. Действительно, если хотя бы на одном из входов будет ВУ, то соответствующий VT₁ будет в линейном режиме, а соответственно VT₂ - в насыщении. Следовательно U_ВЫХ = НУ

Таким образом, элемент реализует функцию ИЛИ-НЕ логики высокого уровня.

В составе интегральных схем некоторые элементы такого типа выпускаются со входными расширителями (входные расширители подключается к коллектору и эмиттеру VT₂).

Для расширения функциональных возможностей выпускаются расширители:

Расширитель подключается коллектором и эмиттером к соответствующим входам расширения схемы. Расширители позволяют увеличить количество входов ИЛИ, а, следовательно, увеличивается логическая гибкость элемента. Но применение расширителей резко понижает быстродействие элемента, из-за введения монтажных емкостей.

Для получения 3-го состояния необходимо заземлить коллектор (К) и эмиттер (Э). Если входные транзисторы VT₁ и VT₂ выполнены многоэмиттерными, то элемент выполняет функцию И/ИЛИ/НЕ.

;

;

Если уровни одинаковые, то оба транзистора закрыты, значит U_Y=ВУ. Иначе - один из транзисторов открыт - и на выходе - НУ.Это ;

Характеристики серийных элементов ттл

Серия К155:

Быстродействие не менее 15 - 22 нс;

Номиналы R:

R₁ = 4 кОм;

R₂ = 1 - 1,2 кОм;

R₃ = 1 кОм;

R₄ = 130 Ом;

Коэффициент разветвления равен 10-ти (для ТТЛ нагруженного на ТТЛ!)

Но у схем с умощненным выходом может достигать 30-ти.

Серия К555 - быстродействующие.

ТТЛШ - Маломощные. Но из-за Диода Шоттки - быстродействие

соизмеримо с К155

Коэффициент разветвления равен 10-ти;

Резисторные номиналы увеличены: R₁ до 40 кОм, R₄ - 0,5 кОм

Серия К531 - быстродействующие.

Сопротивления снижены - R₁ = 2,4 кОм, R₄ = 50 Ом;

Быстродействие составляет 5-10 нc

Коэффициент разветвления равен 10-ти;

Серия К1531 - наиболее быстродействующие.

Время переключения - несколько наносекунд.

Вместо входного многоэмиттерного транзистора используется диод Шоттки.

Коэффициент разветвления равен 10-ти;