Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки.
В ТТЛ-схемах переход из одного состояния в другое требует переключения выходных транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером, в состояние насыщения или выход из этого состояния. Когда транзистор переключается в состояние насыщения, базовая область насыщается неосновными носителями. Чтобы выключить транзистор требуется время на удаление неосновных носителей, что ограничивает быстродействие схемы. Для устранения этого недостатка с целью повышения быстродействия в рассмотренные ТТЛ-схемы вводятся диоды Шоттки.
Высокое быстродействие обеспечивается в этом случае благодаря тому, что параллельно переходу база - коллектор транзистора включается диод Шоттки, используемый в качестве ограничивающего диода. Поскольку этот диод имеет меньшее прямое падение напряжения, чем переход база - коллектор, излишний управляющий ток базы при открывании транзистора отводится через диод, что предотвращает вхождение транзистора в режим насыщения, поскольку в области базы не накапливаются избыточные носители заряда. В результате резко сокращается время закрывания транзистора.
Логические схемы с эмиттерными связями
В ТТЛ- схемах переход из одного состояния в другое требует переключения выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, в состояние насыщения или выхода его из этого состояния. Когда транзистор переключается в состояние насыщение, базовая область насыщается неосновными носителями. Чтобы выключить транзистор, требуется время на удаление неосновных носителей, что ограничивает быстродействие схемы. Если же не доводить транзистор до насыщения и отсечки, т.е. работать в активной зоне, то можно существенно повысить быстродействие схемы.
Логические схемы, работающие в активной зоне между областями насыщения и отсечки, называются схемами, с эмиттерными связями или эмиттерно-связанной логикой (ЭСЛ). Схема с эмиттерными связями, реализующая операцию ИЛИ будет иметь вид:
рис. 2.21.Принципиальная схема ЭСЛ элемента ИЛИ.
Она состоит из дифференциального усилителя выполненного на транзисторах Т1 и Т2, цепи смещения на транзисторе Т3 и эмиттерного повторителя на выходе на транзисторе Т4.
Цепь смещения подобрана таким образом, что при подаче Х1=Х2=0 на дифференциальный каскад транзистор Т3 открыт, но не находится в режиме насыщения. При этом потенциал на базе эмиттерного повторителя Т4 уменьшится, он прикроется и на выходе будет сигнал логического нуля. Если же хотя бы один из входных сигналов Х1 или Х2 или оба вместе равны 1, то соответствующий транзистор Т1 или Т2 или Т1 и Т2 будут открыты. При этом через резистор отрицательной обратной связи R3 транзистора Т3 будет протекать дополнительный ток, создающий смещение, закрывающее транзистор Т3. При этом Т4 будет открываться и на выходе будет сигнал логической 1. Таким образом, схема реализует логическую операцию ИЛИ.
В стандартных схемах ЭСЛ коэффициент разветвления по выходу 15, номинальное значение потребляемой мощности более 35 МВт на элемент, задержка около 2 нс. Помехоустойчивость схем считается удовлетворительной.