Базові елементи цифрових інтегрованих мікросхем (Глава 4 навчального посібника), страница 12

Якщо колекторні виходи ПС підімкнути безпосередньо до входів керованих БЕ-навантажень, то транзистори VT1 елемента-навантаження завжди будуть відчиненими, а VT2 – зачиненими, бо напруги uк1, uк2 >Eо (див. рис. 4.11,в). Емітерні переходи транзисторів VT3, VT4 виконують функцію зміщення колекторних напруг на величину Uзм=Uпр таким чином, що вихідні напруги uу1, uу2 змінюються відносно опорної Eо, тобто взмозі перемикати БЕ-навантаження. Крім узгодження напруг емітерні повторювачі підвищують навантажівну здатність БЕ. Транзистори VT3, VT4 також перебувають в активному режимі: їх базові напруги не можуть перевищувати напруги на колекторах, підімкнених до позитивного полюса джерела живлення.

У БЕ ЕСЛ, як і в розгляненому ПС, джерело Eж, природно, підімкнене так само: верхня за схемою шина з’єднана з позитивним полюсом, а нижня – з негативним, тому струми і спади напруг на ділянках кіл лишаються такими самими. Різниця полягає в тому, що в БЕ ЕСЛ заземлено верхню шину, тобто використовується джерело живлення негативної напруги -Eж. Завдяки цьому зменшується

вплив нестабільності джерела живлення і завад, що поширюються шиною живлення, адже тепер при зачиненому одному з плечей ПС напруга на його виході дорівнює не Eж, а нулю; на виході протилежного, відчиненого плеча напруга значно менша, ніж при живленні БЕ від джерела +Eж. Крім того, під час випадкового закорочування на корпус виходу схеми струм протікає через зовнішні резистори R3, R4, а не через транзистори VT3, VT4 і, отже, немає потреби захищати їх від виходу з ладу за допомогою обмежувальних резисторів у колекторних колах, як це робиться, наприклад, у БЕ ТТЛ.

4.2.3. Статичні режими та передатна характеристика

Передатну характеристику ПС за негативної напруги живлення дістанемо, якщо точку перетину С лніній, що виходять з +Eж (див. рис. 4.11,в) приймемо за нуль (рис. 4.12,в).

Дійсно, у вимкненому відносно керувального плеча стані БЕ,  тобто при х1=х2=0 до всіх входів надходять напруги низького рівня U0<Uп=Eо, тому всі транзистори керувального плеча VT1.1, VT1.2 зачинені, а транзистор VT2 опорного плеча вічинений і перебуває в активному режимі. Отже, увесь струм Iе при цьому протікає через опорне плече: iк1 » 0, iк2 » Iе, тому напруги uк1, uк2 на виходах ПС при цьому дорівнюють відповідно

                                                 U1к » 0; U0к » -IеRк,                                                  (4.18)

що відображається на передатній характеристиці ПС (див. рис. 4.12,в) точками 2, 3.

У ввімкненому стані, коли хоча б на один зі входів хi=1 надходить напруга високого рівня U1>Uп=Eо, відчиняється і переходить до активного режиму хоча б один із транзисторів VT1.1, VT1.2 керувального плеча, а транзистор VT2 зачиняється, струм Iе перемикається до резистора Rк1, а через Rк2 не протікає: iк1»Iе, iк2»0, отже, напруги uк1, uк2 змінюються відносно (4.18) на протилежні значення, що відповідає зображувальним точкам 4, 5.

Під час зменшення напруг на входах х1, х2 відносно U0 транзистори VT1.1, VT1.2 лишаються зачиненими, тому напруги uк1, uк2 ліворуч  від точок 2, 3 не змінюються. У навколопороговій області завширшки DU, що дорівнює розхилу вхідної характеристики, транзистори обох плечей потрапляють до активного режиму і відбувається перемикання ПС: на характеристиках точка 2 прямує до 4, та точка 3 – до 5. Під час подальшому збільшення вхідної напруги хоча б на одному зі входів хi відповідний транзистор VT1.1 або VT1.2 відчиняється все більше і, коли (в точці 6) напруга на його базі перевищує колекторну uк1, цей транзистор опиняється в режимі насичення; його колекторний перехід відчиняється і подальший приріст вхідної напруги надходить до виходу uк1. Цим зумовлений злам характеристики в точці 6, праворуч якої ділянка є неробочою.

З огляду на те, що емітери повторювачів VT3, VT4 підімкнені до негативного полюса джерела живлення, їх базові напруги uб3=uк1, uб4=uк2 завжди перевищують емітерні, тому ці транзистори завжди  відчинені і перебувають в активному режимі. Отже, вихідні напруги uу1, uу2 повторюють значення uк1, uк2 зі зміщенням їх на величину спаду напруги на емітерних переходах Uзм=Uпр: