х база-емітер складного інвертора. Тому всі ці переходи знаходяться в предпороговом (неструмопровідними) стані.
При збільшенні вхідної напруги вхідний струм зменшується у відповідності із співвідношенням:
. (2.11 ')
При вхідній напрузі 1,1 ... 1,2 В (точка В на рис. 2.14) напруга на базі МЕТ досягає величини 1,5 ... 1,7 В. Цього напруги достатньо для переходу в струмопровідне стан переходу база-колектор МЕТ і двох переходів база-емітер складного інвертора. Тому струм, що протікає від джерела живлення через резистор R1, починає в базі розділятися між переходом база-емітер і переходом база-колектор МЕТ. Всі менша його частина продовжує протікати на вхід елемента і велика частина протікає до входу складного інвертора, відкриваючи транзистори VT2 і VT4.
При напрузі на вході елемента, рівному напрузі трьох відкритих pn переходів (база-колектор МЕТ і двох переходів база-емітер складного інвертора), що відповідає точці С на рис. 2.14, вхідний струм дорівнює нулю.
При подальшому збільшенні вхідної напруги (правіше точки С на рис 2.14) закривається перехід база-емітер а перехід база-колектор МЕТ - відкритий. Це відповідає інверсному режиму роботи МЕТ. Через транзистор протікає невеликий струм I1вх близько 40 мкА.
Основною характеристикою базового логічного елемента ТТЛ є статична передавальна характеристика (рис. 2.15).
Рис. 2.15 - Передатна характеристика елемента ТТЛ
При нульовій напрузі на вході елемента ТТЛ вихідна напруга відповідає високому логічному рівню U1вих (точка А на рис. 2.15), що визначається за формулою (2.10). Збільшення вхідного напруги до величини 1,1 Вольта відповідає закритому стану складного інвертора і практично не змінює напруга на виході елемента.
При напрузі на вході більше 1,1 В (точка В на рис. 2.15) починає відкриватися транзистор VT2 (див. рис. 2.12), а транзистор VT4 залишається закритим, тому його перехід база-емітер шунтируется резистором R3. Збільшення струму через транзистор VT2 викликає збільшення падіння напруги на резисторах R2 і R3. Вихідна напруга емітерного повторювача VT3 (тобто вихідна напруга ТТЛ елемента) зменшується із зростанням падіння напруги на R2 (ділянка В-С на рис. 2.15).
Збільшення падіння напруги на R3 до 0,5..0,6 В призводить до відкривання транзистора VT4 (див. точку С на рис. 2.15). Всі транзистори переходять в активний режим. Малі зміни вхідної напруги (DUвх) викликають значне зменшення вихідної напруги (DUвих). На ділянці CF логічний елемент працює як аналоговий підсилювач з коефіцієнтом посилення по напрузі:
. (2.12)
Більшість реальних ТТЛ елементів мають коефіцієнт посилення Ku в межах від 5 до 20.
Правіше точки F, коли збільшення вхідної напруги призводить до насичення транзисторів VT2 і VT4, подальша зміна вихідної напруги відбуватися не може. Цей рівень вихідної напруги називається логічним нулем ТТЛ елементів і становить: U0вих=0,1 ... 0,4 В.
Точка D на рис. 2.15, лежача на перетині передавальної характеристики з бісектрисою перший квадранта (тобто з прямою, на якій: U вих=Uвх), визначає пороговий рівень напруги Uпор (приблизно 1,3..1,4 Вольта), що розділяє низький і високий логічні рівні.
Відстані між низьким логічним рівнем ТТЛ (U0=0,4 В) і пороговим напругою (Uпор=1,3 В), а також між високим логічним рівнем ТТЛ (U1 gt; 3 В) і граничною напругою називаються запасом завадостійкості. Цей запас визначає максимальну напруга перешкоди на вході елемента, що не змінює логічне стан виходу.
Якщо на вхід ТТЛ елемента не подається напруга (тобто вхід залишається вільним і через нього не тече вхідний струм), весь струм від джерела живлення Ек через резистор R1 тече на вхід складного інвертора і відкриває транзистори VT2, VT4 (див. рис. 2.12).
Такий режим відповідає логічній 1 на вході. Однак залишати вільні входи - небажано, тому напруга на вході елемента близько до пороговому і невелика наведенаактивність перешкода може перемкнути інвертор. Тому вільні входи бажано підключати до шини джерела живлення.
.3.4 Динамічні параметри базового елементу ТТЛ
До основних динамічним параметрам відносяться:
час переходу зі стану 1 в 0 t (1-0);
час переходу зі стану 0 в 1 t (0-1);
час затримки включення tзд (1-0);
час затримки вимкнення tзд (0-1);
час затримки поширення при включенні tзд.р (1-0);
час затримки поширення при виключенні. tзд.р (0-1);
середній час затримки поширення сигналу
tзд.р.ср. =(Tзд.р (1-0) + tзд.р (0-1))/2;
- максимальна робоча частота перемикання Fмакс, на якій гарантується в найгірших умовах спрацьовування рахункового тригера, складеного з логічних елементів даної серії.
динамічна потужність споживання на максимальній робочій частоті Рдін.
