В качестве особенностей ТТЛ со сложным выходным каскадом следует отметить недопустимость соединения выходов нескольких схем. Поскольку, если соединить несколько схем, когда один выход имеет состояние U0, а другой состояние U1, то через последовательные элементы Т3, Д1 одной схемы и Т4 другой схемы потечет сквозной ток. При этом резко возрастет потребляемая мощность.

7.4.9. Модификация логического элемента

На рис.7.43 приведена схема ТТЛ-элемента, имеющего улучшенные характеристики и параметры. Введение дополнительных элементов позволило:

1)повысить помехоустойчивость, так как диоды D1 и D2, подключенные ко входам логического элемента, защищают схему от воздействия отрицательной импульсной помехи;

2)повысить нагрузочную способность и уменьшить время переключения из 0 в 1, поскольку составной транзистор в сложном выходном каскаде, реализованный на Т3 и Т5, включенных по схеме Дарлинг-

тона, имеет высокий коэффициент усиления по току; повысить быстродействие за счет использования цепи нелиней-

ной коррекции, состоящей из резисторов R3, R5 и транзистора Т4

и

ограничивающей степень насыщения транзистора Т6. Когда на входах логического элемента 1, то при включении транзистора Т2 его эмиттерный ток втекает в базу транзистора Т6, который быстро открывается. Затем открывается транзистор Т4 и шунтирует

136

низкоомным сопротивлением R5 эмиттерный переход Т6. При выключении Т6 избыточный заряд

Рис.7.43. Схема ТТЛ-элемента с улучшенными параметрами

3)неосновных носителей удаляется из базовой области возросшим током Т4.

Быстродействие ТТЛ-элемента определяется инерционными свойствами биполярного транзистора, работающего в режиме насыщения. При выключении такого транзистора требуется дополнительное время, называемое временем удержания, для рассасывания заряда неосновных носителей, накопленного в базе.

Рис.7.44. Транзистор Шотки: а - схема; б - условное обозначение

137

Время удержания можно исключить, обеспечив условие, при котором транзистор, работающий в нормальном активном режиме, не попадает в режим насыщения. В современных ТТЛ это достигается включением диода Шотки. Транзисторы с диодами Шотки, расположенными между базой и коллектором (рис.7.44,а), не попадают в область насыщения и называются транзисторами с фиксирующими диодами Шотки, или транзисторами Шотки (рис.7.44,б). Падение напряжения на диоде Шотки в прямом направлении меньше, чем на обычном, и составляет 0,25 В против

0,6 В.

Рис.7.45. Работа транзистора при больших базовых токах: а – обычный транзистор в РН; б – транзистор с диодом Шотки, предотвращающим насыщение

У обычного транзистора напряжение между базой и коллектором в режиме насыщения равно 0,4 В (рис.7.45,а). В транзисторе Шотки благодаря применению диода Шотки ток базы разветвляется, и часть его отводится в коллектор прежде чем транзистор попадает в режим насыщения (рис.7.45,б). На рис.7.46 приведена схема ТТЛ-элемента с использованием диода Шотки.

138