Транзисторно-транзисторные логические элементы (ттл)
Их характерной особенностью является наличие на входе многоэмиттерных транзисторов (МЭТ), которые реализуют требуемую ЛФ (ИЛИ, И). МЭТ является эквивалентом нескольких транзисторов, его эквивалентная схема имеет вид, (рисунок 1.5).
Транзисторно-транзисторные логические элементы (ТТЛ)
Рисунок 1.5 – МЭТ Рисунок 1.6 – ТТЛ И-НЕ с простым инвертором
Особенностью МЭТ (рисунок 1.5) является то, что здесь непосредственное взаимодействие эмиттеров через базы отсутствуют. Могут работать как в положительной логике (выполняется «И») так и в отрицательной (выполняется ИЛИ). На рисунке 1.6 показан ТТЛ на базе МЭТ с простым инвертором (И-НЕ). Здесь роль диодов в ДТЛ играют эмиттерные переходы, а роль смещающего диода (VDсм 1, 2) коллекторный переход Б-К.
Хотя это формальное деление т.к. эмиттерный и коллекторный переходы в МЭТ не изолированы. При подаче хотя бы на один из входов () ток через замыкается через первый эмиттерный переход (ЭП1) МЭТ.
МЭТ открыт и работает в инверсном режиме, в базу VT ток МЭТ не ответвляется, транзистор VT закрыт (). И только при наличии на всех входах «1» () все ЭП1...m МЭТ будут закрыты (под Uобр, а UК по Uпр) и будет открыт (, F=0). ЛЭ выполняет операцию И-НЕ, .
Для повышения нагрузочной способности ЛЭ и быстрого перезаряда нагрузочной емкости к рассмотренной схеме добавляют сложный выходной каскад (рисунок 1.7).
Рисунок 1.7 – Схема элемента ТТЛ со сложным инвертором
При этом в цепь эмиттера транзистора VТ2 включают резистор R2, в результате образуется каскад с двумя противофазными выходами (приращения напряжения на эмиттере противофазны приращениям напряжения на коллекторе VТ2). Эти выходные сигналы обеспечивают нужные для выходных транзисторов VТ3 и VТ4 сигналы управления. Выходной каскад не изменяет логической операции, выполняемой ЛЭ, обеспечивая малое выходное сопротивление схемы при любом ее состоянии. При нулевом состоянии выхода насыщен транзистор VТ4, при формировании на выходе высокого уровня логической единицы транзистор VТ4 заперт, а транзистор VТ3 включается по схеме с общим коллектором (работает в схеме эмиттерного повторителя). Таким образом, при обоих состояниях выхода ЛЭ ему обеспечивается низкое выходное сопротивление.
Диод VD вводится в схему для согласования потенциалов при запирании транзистора VТ3.
Логических элементы на полевых транзисторах
При построении логических элементов применяются полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом.
Рис.9.10. Полевые транзисторы с каналом p- и n-типа
При этом используются пары транзисторов с каналом n- и с каналом p- типа. Транзисторы различного типа электропроводности с близкими характеристиками называют комплементарными. логических элементы, построенные на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором, называют элементами КМОП - типа. ( компонент - метал - окисел - полупроводник).
Особенностью полевых транзисторов с индуцированным каналом является то, что при нулевом входном напряжении между затвором и истоком канал между истоком и стоком не существует , цепь “исток- сток” разомкнута и только при некотором значительном напряжении на затворе , называемом пороговым напряжением, образуется индуцированный канал. Цепь “исток-сток” замыкается и может возникать ток стока.
Транзисторы с каналом n- типа открываются положительным напряжением на затворе относительно истока, если оно превышает пороговое. Транзистор с каналом p- типа открывается отрицательным напряжением на затворе относительно истока, если по модулю оно превышает пороговое напряжение.
