4.4.3. Елементи ттл.
Транзисторно-транзисторні елементи (ТТЛ) з’явились як результат розвитку схем ДТЛ завдяки заміні діодів багатоемітерним транзистором (БЕТ) – інтегральним елементом, який об’єднує властивості діодних логічних схем і транзисторного підсилювача. Відміна БЕТ від транзисторів в тому, що він має кілька (від двох до восьми) незалежних один від одного емітерів і один колектор.
а) б)
Рис. 4.26.
Розглянемо роботу БЕТ на прикладі схеми 4І–НЕ (рис. 4.26) з простим інвертором (однополярним ключем).
Якщо на всі входи БЕТ подана напруга, що відповідає рівню 1 (Uвх1), емітери вхідного транзистора не отримають відкриваючого струму зміщення. При цьому струм, поданий в базу БЕТ через резистор R1, тече від джерела +U в коло колектора, зміщеного в прямому напрямку (рис. 4.26-а), і далі в базу транзистора VT2. Транзистор VT2 при цьому знаходиться в режимі насичення і напруга на виході схеми відповідає рівню логічного 0 (Uвих0).
Якщо на один з входів БЕТ подана напруга, що відповідає рівню 0 (Uвх0), перехід база–емітер БЕТ зміщується в прямому напрямку (рис. 4.26-б). Струм, поданий в його базу через резистор R1, потече в коло цього емітера. При цьому струм колектора БЕТ зменшується, транзистор VT2 вимикається і напруга на виході схеми стає рівною рівню логічної 1 (Uвих1).
З розвитком вдосконалення технології базовим для схем ТТЛ–типу став ключ із складним інвертором – двополюсний ключ (рис. 4.27-а). Використання складного інвертора в порівнянні з простою схемою дозволило збільшити швидкодію, завадостійкість, навантажувальну здатність і знизити вимоги до параметрів транзисторів.
Промисловість випускала кілька різновидів серій елементів ТТЛ–типу (серії стандартні 133, К155, швидкодіючі з діодами Шоттки 530, К531, мікропотужні з діодами Шоттки 533, К555).
Майже всі логічні елементи, що входять до складу вказаних серій, можуть бути утворені комбінуванням двох базових схем: логічного елемента І–НЕ і розширювачів АБО на різне число входів (рис. 4.27: а) – ключ із складним інвертором (схема І–НЕ); б) – розширювач АБО).
а) б)
Рис. 4.27.
Розширювач АБО разом з логічним елементом 4І–НЕ утворюють логічний елемент 4І–2АБО–НЕ (рис. 4.28).
Приєднуючи розширювач АБО (рис. 4.27-б) до точок 1, 2 (рис. 4.28) можна збільшувати число об’єднань по логічному входу АБО.
Д
ля
всіх схем ТТЛ–типу, що мають можливість
розширення АБО,
максимальне число об’єднань дорівнює
8.
До переваг ІС ТТЛ–типу можна віднести високий рівень схемно–технологічної відпрацьованості і, як наслідок, високий відсоток виходу придатних мікросхем і низьку їх вартість при виготовленні; хороші електричні параметри і характеристики, порівняно високу швидкодію при середній потужності споживання або середня швидкодія при малій потужності споживання; хороший чинник якості, тобто малий добуток часу затримки на потужність споживання; високу абсолютну та відносну завадостійкість; високі статичні і динамічні навантажувальні здатності; широкий функціональний набір елементів; зручність застосування (монтажу, компоновки, охолодження і т.д.), що забезпечує відносно прості інженерні методи конструювання на їх основі електронної апаратури.