Конспекты лекций по цифровой электронике. Насыров И.А. - 44 стр.

•    быстродействующие с диодами Шотки – серии 530, 531, 1531;
•    маломощные с диодами Шотки – серии 533, 555, 1533.
       Элементы всех этих серий практически выполнены по единой схеме.
Основное различие данных серий заключается в их быстродействии и потребляемой
мощности. Типовые параметры БЛЭ различных серий ТТЛ приведены в таблице 8.1.
       Напряжение всех БЛЭ ТТЛ равно +5В ± 5% или +5В ± 10% в зависимости от
типа исполнения.
                                                                   Таблица 8.1
                Типовые параметры БЛЭ различных серий ТТЛ                                  Рис. 8.8. Принципиальная электрическая схема токового ключа БЛЭ ЭСЛ
              tз ср       Pпотр     U1вых       U0вых       I1вых      I0вых
Серия ИС                                                                                    Эта особенность выгодно отличает БЛЭ ЭСЛ от БЛЭ ТТЛ, в котором в момент
              (нс)       (мВт)       (В)         (В)        (мА)       (мА)
                                                                                     переключения ток, потребляемый элементом, резко возрастает, создавая внутренние
К155           10          10         2,4        0,4         -0,4        16          помехи, ухудшающие помехозащищенность цифрового устройства.
К531            3          20         2,7        0,5         -1,0        20                 Нетрудно заметить, что общей шиной для элемента является шина +Uп, в
К555           10          2,0        2,7        0,5         -0,4       8,0          результате чего все потенциалы точек схемы отрицательны относительно общей
             U0вх max   U1вх min    I0вых       I1вых                   fmax         шины. Однако в схеме токового ключа так же, так и в схемах ТТЛ, реализован
Серия ИС                                                     Kраз
              (В)         (В)       (мА)        (мА)                  (МГц)          принцип положительной логики, при котором большему выходному напряжению
К155           0,8         2,0       -1,6       0,04          10         10          соответствует сигнал лог. 1, а меньшему - сигнал лог. 0 (см рис. 8.1).
К531           0,8         2,0       -2,0       0,05          10         50                 Быстродействие токового ключа весьма велико, так как, во-первых,
К555           0,8         2,0      -0,36       0,02          10         10          транзисторы принципиально не заходят в область насыщения и, во-вторых, мал
                                                                                     логический перепад напряжений между значениями лог. 0 и лог. 1. Последнее
8.3. Базовые логические элементы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ)                    реализовано выбором малых сопротивлении резисторов RК1 и RК2 схемы, что крайне
Причиной появления БЛЭ ЭСЛ явилось желание повысить быстродействие цифровых          полезно точки зрения уменьшения постоянной времени перезаряда выходной емкости
устройств. Это желание привело к использованию в них совершенно отличного от         транзистора.
ТТЛ схемотехнического решения. Как было показано выше, основными причинами                  С токового ключа снимаются одновременно два сигнала - прямой и
инерционности ключей, выполненных на биполярных транзисторах, являются время         инверсный, связанные с сигналом x0 на входе схемы соотношениями:
рассасывания неосновных носителей из его базовой области и постоянная времени
перезаряда выходной емкости. Если время рассасывания транзистора при работе                                            y1 = x0 ,
                                                                                                                                                               (8.11)
последнего в активной области может быть полностью исключено, то от влияния                                            y0 = x0.
постоянной времени перезаряда выходной емкости транзистора полностью
избавиться не представляется возможным. Это влияние лишь можно уменьшить                    Следует отметить, что схемотехнически токовый ключ на рис. 8.8 повторяет
путем увеличения коллекторного тока транзистора, как это сделано в БЛЭ ТТЛ серии     схему дифференциального усилителя постоянного тока.
531. При неизменном постоянном токе перезаряда выходной емкости транзистора                 Выходное напряжение, снимаемое с выходов y1 и y0, всегда больше UОП, так
длительность его перехода из состояния, классифицируемого как лог. 0, в состояние,   как транзисторы VT1 и VT2 всегда работают в ненасыщенном режиме. Поэтому
классифицируемое как лог. 1, и обратно может быть уменьшена только за счет           непосредственное последовательное включение нескольких таких ключей
уменьшения логического перепада. Такое решение позволяет повысить                    невозможно. Для этого необходим согласующий каскад. В качестве такого
быстродействие. Однако дается оно за счет снижения помехоустойчивости БЛЭ, что       согласующего каскада используются схемы эмиттерных повторителей, включенных
требует создания схем, при прочих равных условиях, менее подверженных                между выходами токового ключа и выходами элемента.
воздействию помех. Этот принцип и используется при построении БЛЭ ЭСЛ.                      Полная схема БЛЭ, выполненного на основе токового ключа, приведена на
       Основой БЛЭ ЭСЛ является токовый ключ, выполненный на транзисторах            рис. 8.9 (элемент серии 500). Базовый элемент получен путем замены входного
(рис. 8.8). На базу одного из них, например VT2, подано некоторое постоянное         транзистора VT1 токового ключа группой параллельно включенных транзисторов
опорное напряжение Uоп. Изменение напряжения, подаваемого на вход x0 ниже или        VT1-VTn.
выше Uоп, приводит к перераспределению постоянного тока Iэ, заданного                       Функционально схему БЛЭ можно разбить на три узла:
токостабилизирующим резистором Rэ, между транзисторами VT1 и VT2. При этом           •   токовый ключ на транзисторе VT1-VTn+1 и резисторе Rn+2;
транзисторы не попадают в режим насыщения и, следовательно, в ключе                  •   источник эталонного напряжения, включающий параметрический стабилизатор
принципиально отсутствует интервал рассасывания их неосновных носителей. Таким           на элементах Rn+4, VD1, VD2, Rn+5 и эмиттерный повторитель на VTn+2 и Rn+3;
образом, особенностью БЛЭ ЭСЛ является постоянство потребляемого тока не             •   выходные эмиттерные повторители на транзисторах VTn+3 и VTn+4.
зависимо от значения выходного сигнала ключа.                                               Цепь нагрузок транзисторов VTn+3 и VTn+4 вынесена из ИС, что способствует
                                                                                     снижению рассеиваемой в ней мощности и расширению функциональных
                                       87                                                                                  88