Студопедия — Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)






На рисунке 2 изображена схема элемента 2И-НЕ ТТЛ со сложным инвертором. Применение в выходной цепи нагрузочного транзистора VT4, работающего в противофазе с выходным VT3, позволяет улучшить быстродействие и увеличить нагрузочную способность логического элемента. Сопротивление R 4 в схеме рис. 2 составляет около 100 Ом. В выходную цепь включен диод VD, который предотвращает открытие нагрузочного транзистора VT4 одновременно с выходным. Действительно, если на входы подать сигналы логической 1, т. е. U вх1 = U вх2 ³ 2,4 В, то эмиттерные переходы транзистора VT1 будут закрыты. Ток протекает через коллекторный переход транзистора VT1 в базу транзистора VT2. Транзистор VT2 переходит в насыщение, в насыщение переходит и транзистор VT3. В стандартном для интегральных микросхем открытом транзисторе U бэ = 0,7 В, а напряжение между коллектором и эмиттером насыщенного транзистора U кэ нас = 0,2 В, тогда получим

U вых = U кэ VT3 = 0,2 В, U к2 = U б4 = 0,9 В.

Разность напряжений в 0,7 В не позволяет открыть два p-n -перехода: база – эмиттер VT4 и диод VD. То есть при насыщении транзистора VT3 транзистор VT4 и диод VD будут закрыты.

Выходное сопротивление логического элемента определяется по формуле

(19)

Выходное сопротивление показывает, как напряжение на выходе элемента зависит от тока нагрузки, а значит, от сопротивления нагрузки. Если выходное сопротивление мало (), то даже существенное изменение выходного тока не повлияет на величину выходного напряжения, т. е. замена одной нагрузки на другую не приведет к изменению U вых.

 

Рисунок 2. Логический элемент 2И-НЕ ТТЛ со сложным инвертором

 

Выходное сопротивление элемента 2И-НЕ со сложным инвертором (рис. 2) зависит от того, какие напряжения поданы на входы. Если напряжения на всех входах логического элемента соответствуют логической единице, то выходное сопротивление равно выходному сопротивлению насыщенного транзистора VT3. Это сопротивление обычно невелико и составляет десятки Ом.

Если напряжение хотя бы на одном из входов соответствует напряжению логического нуля, то выходной транзистор VT3 закрыт, ток в нагрузку идет через нагрузочный транзистор VT4 и диод VD. Запишем 2-й закон Кирхгофа для цепи U п ® R 2 ® бэVT4 ® VD ® U вых:

U п = I 2 R 2 + U бэ4 + U D + U вых. (20)

При закрытом транзисторе VT2 ток через сопротивление R 2 равен базовому току транзистора VT4, I 2 = I б4. Учитывая это, запишем уравнение (20) для приращений напряжений и тока:

D U п = D I б4 R 2 + D U бэ4 + D U D + D U вых. (21)

При постоянном напряжении питания D U п = 0. Считая, что транзистор VT4 не входит в насыщение, перепишем (21) в виде

0 = D I б4(R 2 + h 11э4) + R DD I вых + D U вых. (22)

Здесь R D – дифференциальное сопротивление диода. В (22) учтено, что выходной ток элемента совпадает с током через диод. Действительно, транзистор VT3 закрыт и весь эмиттерный ток VT4 идет через диод в нагрузку. Эмиттерный ток VT4 и, следовательно, выходной ток элемента связаны с базовым током через параметр h 21э. Таким образом

(23)

Подставляя последнее равенство в (22), получим, согласно (19)

(24)

Замена транзистора VT4 и диода VD двумя транзисторами, включенными по схеме Дарлингтона (рис. 3), позволяет уменьшить выходное сопротивление элемента и повысить выходной ток транзистора VT4.

Рисунок 3. Логический элемент 2И-НЕ ТТЛ с составным нагрузочным транзистором

Определим выходное сопротивление схемы, если входное напряжение соответствует напряжению логического нуля. По 2-му закону Кирхгофа

U п = I 2 R 2 + U бэ5 + U бэ4 + U вых. (25)

Для приращений напряжений и тока, учитывая, что I б5 = I 2, получим:

D U п = D I б5 R 2 + D U бэ5 + D U бэ4 + D U вых. (26)

Считая, что транзисторы VT5 и VT4 работают в активном режиме, а U п постоянно, перепишем уравнение (26):

0 = D I б5(R 2 + h 11э5) + h 11э4D I б4 + D U вых. (27)

Согласно 1-му правилу Кирхгофа

I э5 = I 5 + I б4,

где I 5 – ток через сопротивление R 5. Базовый ток I б5 = I э5/(1 + h 21э), поэтому

(28)

Для тока I 5 используем выражение

Тогда

Подставляя это выражение в (28), получим

(29)

Используя уравнение (27) и учитывая, что получим для выходного сопротивления элемента выражение

(30)

Эта величина намного меньше, чем выходное сопротивление (24) стандартного элемента с диодом (рис. 2).

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 932. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Гносеологический оптимизм, скептицизм, агностицизм.разновидности агностицизма Позицию Агностицизм защищает и критический реализм. Один из главных представителей этого направления...

Функциональные обязанности медсестры отделения реанимации · Медсестра отделения реанимации обязана осуществлять лечебно-профилактический и гигиенический уход за пациентами...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия