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

На передатній характеристиці (рис. 4.3,б) точка 1 відповідає статичному вимкненому станові. Зі збільшенням вхідної напруги відповідно з (4.1) зростає також напруга на базі транзистора VT2 і, коли вона сягає uб2=Uбо (точка 2), транзистор VT2 прочиняється: напруга на його емітері uе2=uб4=Iе2Rе зростає, а на колекторі uк2=Eж-Iк2Rк спадає, внаслідок чого приріст вхідної напруги Dux потрапляє на вихід елемента (ділянка 2-3): uу=uк2-Uпр, що призводить до погіршення його завадостійкості.

Для усунення цього недоліку резистор Rе замінюють коригувальним каскадом на транзисторі VT5 (рис. 4.4,в). Тепер зі збільшенням вхідної напруги до ве личини біля 2Uбо (точка 6) транзистор VT2 залишається зачиненим, бо між його базою та корпусом увімкнено два p-n-переходи транзисторів VT2 та VT4 або VT2 та VT5, тобто похила ділянка 2-3 замінюється лінією 2-6. Завдяки поліпшенню прямокутності передатної характеристики статична завадостійкість збільшується майже вдвічі. Коли, в міру зростання, напруги сягають величини uб2=2Uбо та uе2=uб4=Uбо (точки 6 або 3), починається вмикання БЕ: відчиняється транзистор VT4, вхідний опір якого зменшується, тому до його бази відгалужується значна частина струму Iе2, що спричиняє швидкий перехід пари VT2, VT4 до насичення і збільшення крутості характеристики на ділянці 6-3-4. Після вмикання (ділянка 4-5) транзистор VT3 виявляється в режимі відтину, а транзистори VT2, VT4 та VT5 – у режимі насичення.

Ширина навколопорогової ділянки 6-3-4 незначна, тому порогову напругу Uп вмикання та вимикання вважають однаковою і визначають за перетином характеристики з лінією одиничного підсилення uу=uх. Відносно порогової напруги відлічують статичну завадостійкість як рівень завад U0з=Uп-U0,  U1з=U1-Uп. Для БЕ ТТЛ типовою є величина Uп » 1,5 В, а допустимий рівень завад з урахуванням розкиду параметрів, нестабільності їх у температурному діапазоні, а також нестабільності напруги джерела живлення за паспортної навантажівної здатності становить Uз³0,4 В. Вважаючи логічний перепад напруги на виході в найгіршому випадку не нижчим за Uл=U1мін-U0макс=2,4-0,4= =2 В, маємо відносну завадостійкість не меншу за Uз /Uл=20%.

Вимкнений стан БЕ описується вихідною характеристикою А (рис. 4.3,в); зображувальній точці 1 відповідає напруга U1» 3,5 В і струм, що витікає з виходу, I1вих=KрозI1вх£0,4 мА при Kроз£10. На робочій ділянці завширшки U1=2,4...4 В емітерний повторювач VT3 перебуває в активному стані. Якщо вихід схеми підімкнути до високої напруги U1³4 В, транзистор VT3 та діод VD зачиняються і до вихідного кола починає замикатися малий струм втрати (ділянка В), а за великої напруги U1»10 В може настати електричний пробій колекторного переходу транзистора VT4 (ділянка С). Зі збільшенням навантаження зростає величина струму I1вих та спаду напруги на резисторі Rо, внаслідок чого зменшується вихідна напруга. При U1£2,4 В відчиняється колекторний перехід транзистора VT3 і він потрапляє до режиму насичення, вихідний опір стає біля R1вих»R0. При закороченні виходу струм I1вих збільшується до 30...40 мА, а під час підімкнення до виходу негативної напруги цей струм різко зростає (ділянка D) і вихідна напруга обмежується на рівні -0,8...-1 В відчиненим паразитним діодом Vпк між підшарком ("землею") та колектором транзистора VT4. Отже, БЕ нормально функціонує на ділянці А завширшки U1.

Увімкненому станові БЕ відповідає вихідна характеристика Е: на робочій ділянці завширшки U0=0,2...0,4 В зі збільшенням вихідного струму I0вих=KрозI0вх, що втікає до насиченого транзистора VT4, зростає спад напруги на вихідному опорі R0вих=Rвих.н»10 Ом до припустимого рівня U0=0,4 В. За подальшого збільшення вихідної напруги (ділянка F) транзистор VT4 переходить до активного режиму і струм стабілізується доки не настане тепловий пробій у цьому транзисторі (ділянка G) при Uу>4 В.