Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Универсальные (стандартные) серии ТТЛ



Самые развитые по номенклатуре – универсальные серии микросхем, в составе которых около сотни изделий различного функционального назначения. К ним относятся микросхемы серий 133 и 155. Основное различие между изделиями этих двух серий – в конструкции корпуса и стойкости к климатическим и механическим воздействиям.

В функциональном отношении микросхемы со сходными наименованиями, например 133ЛА3 и 155ЛА3, имеют одинаковые электрические и временные параметры и назначения выводов.

На рис. 3.9 представлена принципиальная схема базового элемента 155 (133) серии. Такие элементы выпускаются как самостоятельные изделия, а также служат для построения других, более сложных приборов.

Схема рис. 3.9 содержит три каскада: входной (VT1 и R1), фазорасщепительный (VT2, R2, VT3, R3, R4), выходной (VT4, VT5, R5, VD5).

Диоды VD1VD4 на входе микросхемы (антизвонные) при нормальном использовании микросхемы смещены в обратном направлении, имеют очень большое сопротивление и не влияют на работу логического элемента. Роль этих диодов вспомогательная. Если на входе микросхемы появится отрицательное относительно общей шины напряжение, например, при обработке сигнала от операционного усилителя или при возникновении колебательного процесса в случае переключения источника сигнала с 1 на 0, соответствующий диод откроется и ограничит это напряжение на уровне 0,4 – 0,7 В, которое безопасно для входной цепи.

 

 

Рис. 3.9. Принципиальная схема базового элемента 155 (133) серии

 

Узел VT3, R3, R4 служит для улучшения передаточной характеристики (зависимости выходного напряжения от входного) и повышения помехоустойчивости. На повышение помехоустойчивости схемы влияют пороговые свойства транзистора VT3. При упрощенном рассмотрении этот узел может быть представлен как резистор 1 кОм. Вид передаточной характеристики микросхем ТТЛ представлен на рис. 3.10.

 

 

Рис. 3.10. Передаточная характеристика

 

Когда один или несколько входов соединены с общей шиной непосредственно или через нижний транзистор выходного каскада предыдущей микросхемы (т.е. входной сигнал равен 0), соответствующий эмиттерный переход многоэмиттерного транзистора VT1 окажется смещенным в прямом направлении, поскольку потенциал базы выше потенциала эмиттера. Напряжения на базе транзистора VT1, равного приблизительно от 0,4 до 0,7 В, недостаточно для отпирания трех переходов: база – коллектор VT1, база – эмиттер VT2 и база – эмиттер VT5.

Когда транзистор VT2 закрыт, на его коллекторе высокое напряжение. Ток, протекающий через резистор R2, обеспечивает отпирание транзистора VT4 и диода VD5. Если нагрузка отсутствует, ток через VT4 и диод VD5 примерно равен 0, а выходное напряжение равно

U 1вых ≈ 5 В –0,7 – 0,2= 4,1 В.

Рассматриваемый элемент выполняет, таким образом, операцию И–НЕ, поскольку при Uвх = 0 Uвых = 1.

Легче понять работу схемы, если многоэмиттерный транзистор VT1 (эмиттерный и коллекторный переходы) заменить диодами (рис. 3.11) – получится схема ДТЛ. Логическая часть здесь представлена диодами база – эмиттер транзистора VT1, а буферный диод – переходом база – коллектор.

 

Рис. 3.11. Эквивалентная схема микросхемы ТТЛ

 

На рис. 3.12 показано распределение токов в многоэмиттерном транзисторе при действии входных сигналов. Во входной части микросхемы здесь рассматривается трехвходовый многоэмиттерный транзистор. Если на все входы многоэмиттерного транзистора поданы напряжения, соответствующие уровню логической единицы (Uвх1), то эмиттеры входного транзистора не получат открывающего тока смещения (нет достаточной разности потенциалов).

 

 

Рис. 3.12. Распределение токов во входной цепи элемента И–НЕ:

а – на вход подана логическая 1; б – на вход подан логический 0

 

При этом ток, задаваемый в базу многоэмиттерного транзистора через резистор R1 (рис. 3.12, а), проходит от источника питания Uп в цепь коллектора Iк, смещенного в прямом направлении коллекторного перехода, и далее в базу транзистора VT2. Транзистор VT2 при этом находится в режиме насыщения, и напряжение на его коллекторе соответствует уровню логического нуля. Этим потенциалом заперт и транзистор VT5 (см. рис. 3.10) Транзистор VT5 открыт и насыщен. При этом Uвых0 = 0,2 В. Когда на один из входов многоэмиттерного транзистора будет подан сигнал 0 (Uвх0), соответствующий переход база-эмиттер многоэмиттерного транзистора сместится в прямом направлении (рис. 3.12, б). Ток, задаваемый в его базу через резистор R1, проходит в цепь этого эмиттера. При этом коллекторный ток многоэмиттерного транзистора существенно уменьшается, транзистор VT2 выключается и напряжение на выходе схемы становится равным уровню логической единицы (Uвых1).

Если между входами ТТЛ и общей шиной подключить резистор (см. рис. 3.13), то образуется дополнительная цепь: Uп, R1, эмиттерный переход VT1, резистор RД (наличие антизвонных диодов здесь не учитывается). Ток, протекающий через резистор RД, образует падение напряжения, которое действует на входы подобно входному напряжению от внешнего источника сигналов.

При малых RД, когда Uвх < 0,4 В, микросхема ведет себя, как в случае действия низкого входного напряжения, т.е. Uвых = 3,6 В (U вых1). Значение RД при этом будет примерно равно 500 Ом.

Для получения высокого входного уровня (Uвх > 2,4 В), при котором Uвых0 будет иметь значение логического нуля, RД должно быть приблизительно равно 5 кОм или больше. В тех случаях, когда RД имеет промежуточные значения, рабочая точка микросхемы будет расположена на наклонном участке проходной характеристики.

 

 

Рис. 3.13. Включение резистора на входе микросхемы

 

Включение резистора на входе микросхемы ТТЛ применяется в схемах выделения фронтов импульсов с помощью дифференцирующих RC-цепочек, в импульсных устройствах, а также для создания линейного (усилительного) режима работы.

 





©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.