0 |
0 |
|
U |
ИП1 |
-U 0 |
|
-U |
1H |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
ВЫХN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
IH |
= I 1 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
R1 + R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
U |
ИП2 |
|
- U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
I R4 » |
|
|
|
ВЫХN |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
R4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IК2 = IR4 + N × IД0 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
é |
|
|
UИП2 |
0 |
U 0 |
|
|
= U |
КЭН2 |
+ I |
r |
= U |
КЭН2 |
|
+ r |
êN × I 0 |
+ |
-UВЫХN |
||||||||||||
|
|
|
|
R4 |
|||||||||||||||||||||
ВЫХN |
|
|
|
|
|
К2 К |
|
|
|
|
К |
ê |
Н |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
+ r éN × I 0 |
|
+ |
UИП2 |
ù |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
КЭН2 |
|
|
ú |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
К ê |
|
Н |
|
|
|
R4 |
|
|
|
|
|||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
û |
|
|
|
|
|||
UВЫХ N |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
rК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7.4. Транзисторно-транзисторная логика
На рис.7.31 приведено условное обозначение ТТЛ-элемента, схема выполняет функцию И-НЕ и относится к классу схем среднего быстродействия.
A &
F=AB И-НЕ
B
ù
ú
úû
Рис.7.31. Условное обозначение ТТЛ-элемента Достоинства:
1)простая схемотехника;
2)простая технология (n–p–n-транзисторы и резисторы);
3)простая топология.
Недостатки:
1) узкая зона помехоустойчивости;
122
2)высокая потребляемая мощность;
3)низкая нагрузочная способность.
7.4.1. ТТЛ-элемент с простым инвертором
Рассмотрим работу двухвходового ТТЛ-элемента с простым инвертором (рис.7.32).
UИП |
|
|
R1 |
|
R2 |
|
|
UВЫХ |
UВХ1 |
T1 |
T2 |
UВХ2 |
|
|
|
|
|
И |
|
НЕ |
Рис.7.32. Электрическая схема ТТЛ-элемента с простым инвертором
В таблице истинности (табл.7.6) приведены логические состояния выхода при возможных комбинациях входных переменных.
Таблица 7.6
Таблица истинности ТТЛ-элемента
UВХ1 |
UВХ2 |
UВЫХ |
Примечания |
||
0 |
0 |
1 |
Т1 |
в РН, Т2 |
в НАР |
0 |
1 |
1 |
Т1 |
в РН, Т2 |
в НАР |
1 |
0 |
1 |
Т1 |
в РН, Т2 |
в НАР |
1 |
1 |
0 |
Т1 в ИР, Т2 в РН |
||
123
1. При |
U |
ВХ1 |
= U 0 |
U |
ВХ 2 |
= U1, |
или |
U |
ВХ1 |
= U 1 |
U |
ВХ2 |
= U 0 , |
или |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
U |
ВХ1 |
= U |
ВХ2 |
= U 0 |
Т1 работает в РН, а Т2 |
находится в НАР |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
(IЭТ 2 |
= 0), поэтому |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
UВЫХ = UИП = U1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2. При |
U |
ВХ1 |
|
= U |
ВХ2 |
= U1 |
Т1 находится в ИР, Т2 работает в РН, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
поэтому
UВЫХ = UКЭН = U0.
Если хотя бы на одном входе задан низкий логический уровень U0, то T1 работает в РН, а T2 - в НАР с (IЭТ 2 = 0), и на выходе U1. И только, когда на всех входах задан высокий логический уровень U1, то T1 работает в ИР, а T2 - в РН, и на выходе U0.
7.4.2. Передаточная характеристика
Рассмотрим одновходовую схему ТТЛ-элемента (рис.7.33).
UИП |
|
|
R1 |
|
R2 |
|
|
UВЫХ |
UВХ |
T1 |
T2 |
|
|
Рис.7.33. Одновходовая схема ТТЛ-элемента
1. На участке АВ 0 < UВХ < UВХГР1 T1 работает в РН с IК = 0. Ток в схеме протекает только от источника питания через резистор R1
124
и открытый эмиттерный переход T1 UБЭТ1 |
= UБЭН. Переход БК |
||
открыт, так как UБТ1 |
выше UКТ1 . Поэтому |
|
|
|
UБТ1 =UВХ + UБЭНТ1 , (7.4) |
||
UКТ1 =UБТ 2 =UВХ + UКЭНТ1 , |
(7.5) |
||
так как |
UБЭТ 2 > 0 , а |
UК |
≈ UИП, т.е. |
UБК < 0, то Т2 в НАР (IЭ = 0), тогда |
|
|
|
UВЫХ = UИП (см. рис.7.33).
При увеличении UВХ напряжения на базах транзисторов UБ1 и UБ2
возрастают в соответствии с уравнениями (7.4) |
и (7.5), но |
||
UВЫХ = UИП. |
|
|
|
ìUБЭ |
Т 2 =UБЭГР1 |
(IКТ 2 = 0), |
|
ï |
=UВХ + UБЭНТ1 |
|
|
ïUБ1 |
, |
|
|
í |
=UВХ + UКЭНТ1 =UБЭГР Т 2 , |
|
|
ïUБ 2 |
|
||
ï |
|
× R2 =UИП , |
|
îUВЫХ =UИП - IКТ2 |
(7.6) |
||
Режим работы не меняется до тех пор, пока не откроется переход Б-Э транзистора Т2.
UВХГР1 =UБЭГРТ2 -UКЭНТ1 .
2.На участке ВС транзистор Т2 работает в НАР с током IЭТ2 , поэтому в соответствии с уравнением (7.6)
UВЫХ ¯ т.к. IКТ2 = aN IЭТ2 ,
IЭТ2 = IЭ 0 (exp |
UБЭ |
Т2 |
|
-1) |
|
|
||
jТ |
- экспоненциальная зависи- |
|||||||
мость. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
UБ |
= UБЭН |
Т 2 |
+ UБКН |
Т1 , т.е. Т1 в РН и |
||||
Т1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
UБТ2 |
= UБЭНТ 2 . |
|||||
UВЫХ = UИП - IКТ2 × R2.
Вточке С Т2 переходит в РН
125
UБКТ 2 = 0 ÞUКТ 2 =UБТ 2 =UБЭНТ2 ,
т.е. UВЫХ =UБЭНТ2 + IКТ2 × rК »UБЭНТ2 .
Получим пороговую точку С (рис.7.34)
UП ≈ UВЫХ ≈ UВХ = UБЭН.
3.На участке CD при дальнейшем увеличении UВХ (см.
рис.7.34)
UВЫХ
U1 = UИП A В
UВЫХ = UВХ
|
UБ1 |
|
|
UБЭН +UБКН |
|
UБЭН |
С |
|
UБЭН |
||
UБ2 |
|
||||
|
D |
|
Е UВХ |
||
UКЭН |
|
|
U |
||
|
UВХГР1 |
ВХГР3 |
=UИП |
||
|
U |
1 |
|
||
|
|
UВХГР2 |
|
|
|
Рис.7.34. Передаточная характеристика ТТЛ-элемента
UВЫХ =UБЭНТ2 -UБКТ2 ,
при этом
UБКТ 2 ³UБКГР IКТ 2 £ bN IБТ 2
и Т2 работает в РН,
UВЫХ =UКЭНТ2 |
IКТ 2 |
= |
UИП -UКЭН |
Т2 |
. |
||
|
R2 |
+ rК |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Граничным условием для определения точки D является переход Т1 в ИР,
UВХГР3 =UБТ1 =UБЭНТ 2 + UБКНТ1 .
126