3.2 Влияние диодов Шоттки на быстродействие полупроводниковых имс ттлш.

Серия 155

Тип схемотехнической реализации выполняемых функций: ТТЛ.

Типовые параметры:

время задержки распространения 10 нс;

удельная потребляемая мощность 10 мВт/лэ;

работа переключения 100 пДж;

коэффициент разветвления по выходу 10;

напряжение питания + 5 В.

Выпускается в пластмассовых <555, К555), металлокерамических (КМ555) и стеклокерамических <С555) корпусах с вертикальным рас­положением выводов типа DIP.

Отклонение напряжения питания от номинального значения: ±5%.

Диапазон рабочих температур: для 555, К555 -10 + + 70°С; для КМ555,

С155 -45 + +85°С.

Предельно допустимые значения параметров и режимов эксплуа­тации ИС KI55, КМ 155 в диапазоне рабочих температур: кратковременное, в течение

5 нс, напряжение питания 7 В;

максимальное постоянное напряжение питания 5,25 В;

минимальное Постоянное напряжение питания 4,75 В;

максимальное напряжение между входами 5,5 В

минимальное отрицательное напряжение на входе -0,4 В

максимальное напряжение логического «0» на входе 0,8 В

минимальное напряжение логической «1» на входе 2,0 В

максимальное напряжение на запертом выходе 5,25 В

максимальный выходной ток логического «0» 16 мА*

максимальный выходной ток логической «1» 1-0,4 мА1*

максимальная емкость нагрузки 15 пФ.

Схема базового элемента на два входа (2И-НЕ) приведена на рис. 12.

Рис.12. Принципиальная схема базового элемента серии К555

Таблица истинности на три входа

Х1	Х2	Х3	И	И-НЕ
0	0	0	0	1
1	0	0	0	1
0	1	0	0	1
0	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	0	1	0	1
0	1	1	0	1
1	1	1	1	0

Входной каскад на многоэмиттерном транзисторе VTм реализует функцию И входных сигналов.

Каждый из эмиттеров (обычно их не более восьми) служит входом элемента. Взаимодействие между эмиттерами через участки пассивной базы практически отсутствует. Выходной каскад на транзисторах VT1-VT3 представляет собой сложный инвертор (НЕ). При поступлении на оба входа (Х1 и Х2) напряжения высокого уровня («1», Е^1³2,4 В) эмиттерные переходы VTм закрываются и напряжение коллектора VTмU_к м увеличится,VT1 отпирается и насыщается.

Отпирается и насыщается транзисторVT2, и на выходе схемы появляется напряжение низкого уровня (U⁰_вых= Е^0£0,4 В). При этом падение напряжения на диодеVD₀равно 0,8 В, что обеспечивает запирание транзистора VT3.

Когда на один или несколько эмиттеров VTм подается напряжение низкого уровня («0», Е^0£0,4 В), эмиттерный переход транзистора VTм открывается и напряжение U_к м уменьшается, вследствие этогоVT1 иVT2 закрываются, аVT3 открывается. На выходе схемы появляется напряжение высокого уровняU¹_вых= Е^1³2,4 В. При подаче на вход схемы напряжения «1» входное сопротивление для одного входа R¹_вх»4 МОм, выходное сопротивлениеR¹_вых»80 Ом. При подаче на вход схемы напряжения «0» входное сопротивление R⁰_вх=R_б= 4 кОм, выходное сопротивлениеR⁰_вых»40 Ом. Пороговое напряжение U_пор ниже которого логический элемент (ЛЭ) находится в состоянии «0», т. е. выключен, а выше которого – в состоянии «1», т. е. включен, равно 1,5 В. При расчетах принимается: Е¹= 3,5 В; Е⁰= 0,2 В.

Во избежание пробоя эмиттерного переходаVTм не допускается подача на вход ЛЭ напряжения, превышающего 5,5 В. Там, где входное напряжение может превысить 5,5 В, включают ограничивающий диод между входом и положительным полюсом источника. При отрицательном напряжении на входе возможен перегрев ЛЭ. Допустимое напряжение – 0,8 В. При меньших значениях входного напряжения необходимо для защиты ЛЭ включать ограничивающие диоды между эмиттером и «землей» (отрицательным полюсом источника). В микросхемах серии К555 ограничивающие диоды между эмиттером и «землей» уже имеются в самих элементах. Переключение ЛЭ из одного состояния в другое происходит не мгновенно, а с некоторой задержкой Задержка объясняется временем перезаряда паразитных емкостей и инерционностью транзисторов.

Серия 555.

Тип схемотехнической реализации выполняемых функций: ТТЛШ.

Типовые параметры: время задержки распространения 9,5 нс; удельная потребляемая мощность 2 мВт/лэ; работа переключения 19 пДж; коэффициент разветвления по выходу 20; напряжение питания + 5 В.

Выпускается в пластмассовых (555, К555) и металлокерамических (КМ555) корпусах с вертикальным расположением выводов типа DIP.

Отклонение напряжения питания от номинального значения; ±5 %.

Диапазон рабочих температур: для 555, К555 -10 + + 70°С; для КМ555 -45 + +85 °С.

Предельно допустимые значения параметров и режимов эксплуа­тации ИС К555, КМ555 в диапазоне рабочих температур:

Для случаев, если это особо не оговорено.

кратковременное, в течение 5 мс, напряжение питания 7 В;

максимальное постоянное напряжение питания 5,25 В;

минимальное постоянное напряжение питания 4,75 В;

максимальное напряжение между входами 5,5 В;

минимальное отрицательное напряжение на входе -0,4 В;

максимальное напряжение логического «0» на входе 0,8 В;

минимальное напряжение логической «1» на входе 2,0 В;

максимальный выходной ток логического «О» 8 мА*;

максимальный выходной ток логической«1»; I -0,4 мА I *';

максимальная емкость нагрузки 15 пф.

Базовый логический элемент ТТЛШ (на примере серииК555). В качестве базового элемента серии микросхем К555 использован элемент И-НЕ. На рис. 12а изобра­жена схема этого элемента, а условное графическое обо­значение транзистора Шоттки приведено на рис. 12б. Такой транзистор эквивалентен рассмотренной выше паре из обычного транзистора и диода Шоттки. Транзистор VT4 — обычный биполярный транзистор.

Если оба входных напряжения и_вх1 и и_вх2 имеют высо­кий уровень, то диоды VD3 и VD4 закрыты, транзисторы VT1, VT5 открыты и на выходе имеет место напряжение низкого уровня. Если хотя бы на одном входе имеется напряжение низкого уровня, то транзисторы VT1 и VT5 закрыты, а транзисторы VT3 и VT4 открыты, и на входе имеет место напряжение низкого уровня. Полезно отме­тить, что транзисторы VT3 и VT4 образуют так называе­мый составной транзистор (схему Дарлингтона).