21. Элементы эмиттерно-функциональной логики (эфл).

В системах ЭСЛ особенно широко применяется многоступенчатое включение переключателей тока, что существенно расширяет их логические возможности. Разновидностью элементов ЭСЛ является элементы так называемой эмиттерно- функциональной логики (ЭФЛ) (рис.1.24).

Рис.1.24 Одноступенчатый и двухступенчатый элементы ЭФЛ.

Если в схеме ЭФЛ на рис.1.24 ,а низкий потенциал подан хотя бы на один вход, то соответствующий эмиттерный переход VT0 открыт и его коллекторный ток течет через резистор Rк и диод VD. Потенциал коллектора VT0 равен , и на выходе установится низкий потенциал . При высоком потенциале на всех входах закрыт, потенциал на его коллекторе равен нулю и на выходе устанавливается высокий потенциал . Таким образом, схема реализует на выходе операцию коньюнкции АВ. При соединении выходов схем ЭФЛ, как и схема ЭСЛ, реализуется операция

ИЛИ.

При рассмотрении ЭФЛ с выходными транзисторами 1 предыдущих элементов видно, что элемент ЭФЛ представляет собой два переключателя тока, в которых отсутствует инверсные выходы (=0),а опорные транзисторы, коллекторы которые подключены к резистору Rк, совмещены в один много эмиттерный транзистор . Поэтому большинство параметров схем ЭСЛ и ЭФЛ имеет близкие значения.

Достоинство схем ЭФЛ является более высокое быстродействие, что объясняется меньшим числом компонентов и соответственно уменьшенными значениями паразитных емкостей. Однако схема ЭФЛ не обладает функциональной полнотой, так как не выполняет операцию инверсии. Поэтому при реализации многих функций элементы ЭФЛ используются совместно с инверторами ЭСЛ.

Другой способ реализации инверсии в схемах ЭФЛ состоит в применении переключателя тока вместо резисторов R_э (рис.1,24,б). При поступлении на вход переключателя логического сигнала С на выходе схемы реализуется операция F=АС+ВС, обладающая функциональной полнотой.

22. Элементы мало сигнальной эмиттерно-связанной логики (мэсл).

Для повышения быстродействия испытания потребляемой мощности в схемах ЭСЛ целесообразно уменьшить значения Е и И_л. При этом можно исключить эмиттерные повторители, потребляющие значительную мощность, и использовать простейший вариант схемы, показанный на рис.1.25,а. В такой схеме транзисторы входят в режим насыщения, но если <0,4-0,5 В, то степень насыщения мала: S<Smin. Такой режим работы транзистора называется квазинасыщенным.

Рис. 1.25 Элемент _МЭСЛ а) и его передаточная характеристика б).

При этом время рассасывания избыточного заряда в транзисторах пренебрежимо мало: t_р<< t_з. Задержка переключения t_з оказывается значительно ниже (в 2 раза и более), чем в схемах ЭСЛ. Данная модификация схем ЭСЛ называется малосигнальной эмиттерно-связанной логики (МЭСЛ), так как величина логического перепада для них обычно составляет U_л 0,3-0,4 В. Передаточная характеристика схемы МЭСЛ показана на рис.1.25,б. Высокий потенциал на выходе схемы определяется падением напряжения на резисторе R_к при протекании тока нагрузки: = -I¹_нR_к. Низкий потенциал U⁰ устанавливается при протекании через резистор R_к коллекторного тока I_к открытых транзисторов и равен U⁰ = - I_кR_к ~ -( Е- U^* )(R_к/R_э). Порог переключения Vn=- Е₀=-0,5U_л, где опорное напряжение Е₀ получают от температурно-компенсированного делителя. В следствии малого логического перепада элементы МЭСЛ имеют относительно низкую помехоустойчивость, которая составляет U⁺_n~U^-_n~ 100-150 мВ. Так как в схеме отсутствуют выходные эмиттерные повторители, то коэффициент разветвления оказывается значительно ниже, чем для элементов ЭСЛ, и обычно составляет N=4-5. В схеме МЭСЛ используется напряжение питания Е=2-3 В. Благодаря снижению Е и исключению эмиттерных повторителей, мощность потребляемая этой схемой в 3-5 раз меньше, чем схемой ЭСЛ. Задержка переключения при малых емкостях нагрузки (С_н5-10 мФ) оказывается в 2-3 раза ниже, чем для схем ЭСЛ.

Для увеличения помехоустойчивости схем МЭСЛ можно ввести отрицательную обратную связь, подключив базу опорного транзистора VT0 к инверторному выходу F1 (вместо источника Е₀)(рис.1.25,а). При этом порог Vn=Uвых₁ и помехоустойчивость схемы возрастет приблизительно вдвое. Однако во столько раз увеличивается и задержка переключения.