7.4. Входные каскады ттл микросхем

Иногда один или несколько входов логического элемента ТТЛ оказываются неиспользуемыми. Если это И входы, то их можно соединить с используемыми входами многоэмиттерного транзистора этого логического элемента, при этом входной ток практически не возрастает.

Входы И можно подключить (подвесить) через резистор R = 1 кОм (допускается подключать до 20 входов к одному резистору 1 кОм) к источнику питания + 5 В, или непосредственно без резистора сколько угодно И входов можно подключать к дополнительному источнику + 4 В.

Если И вход логического элемента ТТЛ ни к чему не подключен, то на нем самопроизвольно устанавливается уровень напряжения чуть выше границы логического нуля и логической единицы, так называемая "висячая единица" обычно примерно равная + 1,5 В. При этом помехоустойчивость данного И входа логического элемента очень мала.

Неиспользуемые входы ИЛИ также можно подключать к используемым входам ИЛИ своего логического элемента, но при этом нагрузка на предыдущий выходной каскад увеличивается пропорционально числу входов ИЛИ (в отличие от входов И, количество которых из одного многоэмиттерного транзистора практически не меняет нагрузку на предыдущий логический элемент).

Свободный вход ИЛИ можно подключать к корпусной шине непосредственно или через резистор. Величину такого резистора можно найти по известным параметрам микросхем:

R⁰вх.max = U⁰вх.max / I⁰вх.max.

Так для большинства входов микросхем 155 серии U⁰вх.max = 0,8 В, I⁰вх.max = 1,6 мА , следовательно максимальное значение такого резистора R⁰вх.max = 500 Ом, а минимальное, как уже упоминалось, Rвх.min = 0.

Включение такого резистора для создания U⁰вх. как на ИЛИ, так и на И входах применяется в импульсных устройствах с RC цепями. При этом емкость конденсатора С надо брать такой, чтобы длительность фронта не превышала значение tф < 200 нс (для 155 серии), иначе на выходе микросхемы может возникнуть "звон" – паразитные колебания.

7.5. Статические характеристики ттл микросхем

К ним относятся входная, выходная и передаточная характеристики.

Входная характеристика

Порог переключения тока от резистора Rб из эмиттерного в коллекторный переход многоэмиттерного транзистора

Рис. 7.5.1. Входная статическая характеристика ТТЛ логического элемента

Ток утечки инверсного включения перехода эмиттер–база многоэмиттерного транзистора приблизительно равен 40 мкА.

Здесь, как и на всех остальных характеристиках, направление тока, т.е. движение положительных электрических зарядов внутрь микросхемы считается положительным, а наружу микросхемы, – отрицательным (втекающий ток положительный, вытекающий отрицательный).

Выходная характеристика

открытый диод коллектор–подложка нижнего транзистора двухтактного выходного каскада

Рис. 7.5.2. Две ветви выходной характеристики логического элемента ТТЛ (верхняя ветвь относится к нулевому состоянию на выходе, нижняя к единичному)

Наклоны участков характеристики определяются соответствующими сопротивлениями цепи микросхемы. Так внутреннее сопротивление открытого нижнего выходного транзистора микросхемы определяет наклон верней характеристики чуть выше нуля координат: ctg  = R⁰i ~ 10 Ом для насыщенного транзистора T5.

Внутренний резистор коллекторной нагрузки верхнего выходного транзистора микросхемы определяет наклон нижней ветви характеристики в области чуть ниже нуля ординат:

ctg  = Rк2 = 130 Ом (для 155 серии),

ctg  = Rк2 = 50 Ом (для 531 серии).