Выходная характеристика элемента ТТЛ
Выходное напряжение низкого уровня определяется падением напряжения на насыщенном транзисторе. На холостом ходу оно не превышает 0,1 В. С увеличением тока нагрузки падение напряжения растет. Максимальный ток нагрузки ограничен выходным напряжением UВЫХ0 = 0,4 В.
Передаточная характеристика элемента ТТЛ
Передаточная характеристика представляет собой зависимость
Uвых = f(Uвх) .
Передаточная характеристика элемента ТТЛ
Порог переключения схемы лежит около значения 1,4В. На характеристике помечены две точки: точка А (UПОР0 =1,2 В) – начало включения элемента, точка В (UПОР1 = 1,6 В) – начало выключения
элемента. Как видно из зависимости UВЫХ1 = 3,5 В, UВЫХ0 = 0,2 В. Исходя из того, что уровни логической единицы и логического нуля одинаковы
для входа и выхода элемента, отметим на оси Uвх значения UВХ0 и UВХ1. Определим помехоустойчивость схемы в состоянии логического нуля и логической единицы на выходе:
UПОМ0 = UПОР0 - UВХ0 = 1,2 - 0,2 = 1,0 В, UПОМ1 = UВХ1 - UПОР1 = 3,5 - 1,6 = 1,9 В.
Как видно, помехоустойчивость в состоянии логической единицы выше, чем в состоянии логического нуля.
Резистор на входе ТТЛ
Если между входами микросхемы ТТЛ и общей шиной подключить резистор, то образуется дополнительная цепь: источник питания, резистор R1, эмиттерный переход VT1, резистор RД. Ток, протекающий через резистор RД, образует падение напряжения, которое действует на входы, подобно входному напряжению от внешнего источника сигналов.
Резистор на входе ТТЛ
Входное напряжение описывается соотношением:
UВХ = RД * IВХ =
= RД * ( UП -UБЭVT1 )/(R1 +
RД ) .
Изменяя RД можно регулировать напряжение на входе микросхемы, т.е. управлять ее состоянием.
Вольт-резистивная характеристика
Резистор на входе ТТЛ
Согласно вольт-резистивной характеристике возможны три режима работы:
1 |
UBX0 0,4B; |
RД0 |
500 Oм; |
2 |
UBX1 > 2,4B; |
RД1 |
5 кOм; |
30,4 < UBX < 2,4.
Включение резистора на входе ТТЛ применяется в схемах выделения фронтов импульсов с помощью дифференцирующих цепочек, в импульсных устройствах, а также для создания линейного (усилительного) режима работы микросхемы.
Переходные процессы в элементах ТТЛ
Переходные процессы обусловлены накоплением и рекомбинацией неосновных носителей в базах транзисторов, а также перезарядом межэлект- родных, монтажных и нагрузочных конденсаторов
Переходные процессы в элементах ТТЛ
Отрицательный фронт выходного сигнала формируется в процессе разряда емкости нагрузки коллекторным током транзистора VT5. UВЫХ падает линейно, поскольку каскад на VT5 представляет собой генератор стабильного тока.
Длительность задержки включения tздр1,0 определяется крутизной положительного фронта входного сигнала, а также процессом разряда конденсатора нагрузки через транзистор VT5.
Переходные процессы в элементах ТТЛ
Длительность положительного фронта определяется процессом заряда емкости Сн через открытый транзистор VT4.
tф01 3 * Cн * Rвых1 ,
где Rвых1 = rб4 + R2 / (1 + 4).
Основные недостатки микросхем ТТЛ (155 серии)
1 Большая мощность потребления.
2 Относительно низкое быстродействие.
Основными факторами, определяющими мощность потребления, являются номинальные значения резисторов, а факторами, определяющими быстродействие:
-частотные свойства примененных биполярных транзисторов;
-перезаряд межэлектродных, монтажных и нагрузочных емкостей;
-значение выходного сопротивления микросхемы, которое в первую очередь, определяет время перезаряда емкости нагрузки;
-режим работы биполярного транзистора ( в микросхемах ТТЛ он работает в режимах насыщения, выход из которого требует времени для рассасывания избыточных носителей в области базы).