огічний елемент - ТТЛ
Більшість логічних ІС реалізовано на елементах, що виконують функції «І-НЕ» або «АБО-НЕ». Тому логічна ИС містить зазвичай схему «І» або «АБО», виконану на резисторах, транзисторах або діодах, і транзисторний інвертор.
Найбільшого поширення набули логічні елементи на основі ТТЛ (транзисторних-транзисторна логіка) структур (рис.2.12).
Рис. 2.12 - Базовий логічний елемент ТТЛ
многоеміттерного транзистор (МЕТ) VT1 спільно з резистором R1 утворює логічну схему «І». На трьох транзисторах (VT2. .. VT4) реалізований інвертор («НЕ»). Многоеміттерного транзистор (МЕТ) не має аналогів в дискретної техніці і являє собою: виконані на одному кристалі декілька транзисторів з єдиної об'єднаної базою та спільним для всіх транзисторів колектором. За логікою роботи такої МЕТаналогічен діодним збірці (рис. 2.13). Взагалі-то в будь-якому транзисторі можна виділити два pn переходу, тобто два діода.
Рис. 2.13 - Логічний елемент «І» на вході ТТЛ
При з'єднанні хоча б одного емітера VT1 із загальним проводом, тобто при подачі хоча б на один з входів x1 ... x4 низького логічного рівня, цей перехід емітер-база відкриється, через нього і резистор R1 потече струм від джерела живлення, напруга на базі і колекторі МЕТ буде низьким, що відповідає подачі на вхід інвертора (транзистори VT2 ... VT4) низького логічного рівня.
Якщо на всі входи (x1. .. x4) подати високий логічний рівень (тобто напруга, близьке до напруги джерела живлення), всі переходи емітер-база МЕТ закриються, і струм від джерела живлення через резистор R1 і перехід база-колектор VT1 потече до входу складного інвертора (на транзисторах VT2 ... VT4). Це відповідає подачі на вхід інвертора високого логічного рівня.
Інвертор реалізований на складеному транзисторі VT2, VT4 (за схемою Дарлінгтона). Колекторній навантаженням інвертора є резистор R2. Для зменшення часу перезарядження паразитних конденсаторів навантаження (Сп) через резистор R2 при закривання складеного транзистора VT2 і VT4 - введено додатковий емітерний повторювач VT3. Крім позитивного ефекту (збільшення приблизно в h21 раз струму перезарядки паразитних конденсаторів) введення емітерногоповторювача породило ряд проблем.
При відкритому транзисторі VT3 повинні бути закриті транзистори VT2 і VT4 (або навпаки, тобто один з транзисторів VT3 або VT4 повинен бути закритий). Однак час відкривання транзистора VT3 значно менше часу закривання VT2, VT4 (з урахуванням часу розсмоктування носіїв у базі). Тому при відкриванні емітерногоповторювача VT3 транзистор VT4 знаходиться ще в стадії розсмоктування. Через два відкритих транзистора VT3 і VT4 закорачивается джерело живлення і тече дуже великий наскрізний струм. Для обмеження цього струму введено додатковий резистор R4. Номінал цього резистора приблизно в h21 разів менше номінал резистора R2 можна тому, що він обмежує струм перезаряда паразитних конденсаторів Сп при закриванні VT2 і VT4 (зменшуючи позитивний ефект від введення емітерногоповторювача VT3).
Додатково введено також діод VD (рис. 2.12) для надійного замикання емітерногоповторювача VT3 при відкриванні транзисторів VT2 і VT4. У транзисторів VT2, VT4, що знаходяться в режимі насичення, напруга Uбе »0,7 В, а напру...
