Базовый логический элемент ттл

Схема базового элемента на два входа (2И-НЕ) приведена на рис. 25.

Рис.25. Принципиальная схема базового элемента серии К155

Таблица истинности на три входа

Входной каскад на многоэмиттерном транзисторе VTм реализует функцию И входных сигналов. Каждый из эмиттеров (обычно их не более восьми) служит входом элемента. Взаимодействие между эмиттерами через участки пассивной базы практически отсутствует.

Выходной каскад на транзисторах VT1VT3 представляет собой сложный инвертор (НЕ). При поступлении на оба входа (Х1 и Х2) напряжения высокого уровня («1», Е¹2,4 В) эмиттерные переходыVTм закрываются и напряжение коллектораVTмU_{к м}увеличится,VT1 отпирается и насыщается. Отпирается и насыщается транзисторVT2, и на выходе схемы появляется напряжение низкого уровня (U⁰_вых= Е⁰0,4 В). При этом падение напряжения на диодеVD₀равно 0,8 В, что обеспечивает запирание транзистораVT3.

Когда на один или несколько эмиттеров VTм подается напряжение низкого уровня («0», Е⁰0,4 В), эмиттерный переход транзистораVTм открывается и напряжениеU_{к м}уменьшается, вследствие этогоVT1 иVT2 закрываются, аVT3 открывается. На выходе схемы появляется напряжение высокого уровняU¹_вых= Е¹2,4 В.

При подаче на вход схемы напряжения «1» входное сопротивление для одного входа R¹_вх4 МОм, выходное сопротивлениеR¹_вых80 Ом.

При подаче на вход схемы напряжения «0» входное сопротивление R⁰_вх=R_б= 4 кОм, выходное сопротивлениеR⁰_вых40 Ом.

Пороговое напряжение U_порниже которого логический элемент (ЛЭ) находится в состоянии «0», т. е. выключен, а выше которого – в состоянии «1», т. е. включен, равно 1,5 В. При расчетах принимается: Е¹= 3,5 В; Е⁰= 0,2 В. Во избежание пробоя эмиттерного переходаVTм не допускается подача на вход ЛЭ напряжения, превышающего 5,5 В. Там, где входное напряжение может превысить 5,5 В, включают ограничивающий диод между входом и положительным полюсом источника.

При отрицательном напряжении на входе возможен перегрев ЛЭ. Допустимое напряжение – 0,8 В. При меньших значениях входного напряжения необходимо для защиты ЛЭ включать ограничивающие диоды между эмиттером и «землей» (отрицательным полюсом источника). В микросхемах серии К155 ограничивающие диоды между эмиттером и «землей» уже имеются в самих элементах.

Переключение ЛЭ из одного состояния в другое происходит не мгновенно, а с некоторой задержкой Задержка объясняется временем перезаряда паразитных емкостей и инерционностью транзисторов.

Основные электрические данные К155ЛАЗ:

время задержки распространения сигнала при включении 15 нс – интервал времени между входным ивыходным импульсами при переходе напряжения на выходе ЛЭ от напряжения «1» к напряжению «0», измеренный на уровне 0,5; время задержки при выключенииt_з.р⁰¹ (15 – 29) нс – интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе выходного напряжения от напряжения «0» к напряжению «1», измеренный на уровне 0,5;

коэффициент разветвления n– количество единичных нагрузок (входов ЛЭ данной серии), которое можно подключать одновременно к выходу микросхемы,nравно 10; входной ток «1»I¹_вх40 мкА; входной ток «0»I⁰_вх1,6 мА; потребляемая мощность Р_пот= 110 мВт.

Микросхема К155ЛАЗ содержит в одном корпусе четыре независимых друг от друга ЛЭ вида 2И-НЕ. Нумерация выводов показана на рис.26, размеры корпуса – на рис. 27.

+5В

14

3

5

8

11

7

Рис.26. Нумерация Рис.27. Геометрические размеры

выводов К155ЛАЗ корпуса микросхемы К155ЛАЗ