Базові елементи цифрових інтегрованих мікросхем (Глава 4 навчального посібника), страница 7

3. Елементи з трьома станами виходу. Такий елемент (рис. 4.8,а) містить додатковий діод VD1 та керувальний вхід OE (Output Enable – дозвіл виходу). Якщо OE=1, то з’єднаний з цим входом емітерний перехід БЕТ VT1 та діод VD1 зачиняються, що еквівалентно відсутності їх у схемі, тому в цьому випадку елемент функціонує як звичайний, з двома станами на виході: у=0 або 1 залежно від сигналів на інформаційних входах х1, х2 (рис. 4.8,б). Якщо OE=0, зазначені перехід БЕТ та діод VD1 відчиняються, через БЕТ з елемента витікає вхідний струм I0вх, транзистори VT2, VT4 зачиняються, але на колекторі транзистора VT2 тепер не може встановитися напруга високого рівня, бо її величина uк2=U0+Uпр<2Uбо фіксується відчиненим діодом VD1, внаслідок чого транзистор VT3 та діод VD також зачиняються. З огляду на те, що обидва транзистори вихі-

дного каскаду зачинено, вихід у та з’єднана з ним лінія незалежно від логічних рівнів на входах х1, х2 опиняються у вільному стані, аналогічному розриву кола.

Такий, третій стан БЕ називають також станом з великим опором або нескінченно великим імпедансом на виході. У  таблиці  відповідності його звичайно позначають Z. Умовне графічне позначення елемента зі входом дозволу OE подано на рис. 4.8,в. Елементи з трьома станами можна об’єднувати виходами до спільної лінії в режимі часового мультиплексування: керувальний сигнал OE=1, що дозволяє передавання даних лінією, у певний момент часу подається лише на один елемент – передавач інформації. При цьому на приймання інформації можуть працювати одночасно кілька елементів-приймачів.

Слід зауважити, що передавачі можна по черзі приєднувати до спільної лінії також за допомогою елементів з вільним колектором (див. рис. 4.7, є). При цьому за вхід дозволу ОЕ може правити один із звичайних входів елемента. Під час дії на такому вході рівня лог. 0 (наприклад, ОЕ=х2=0 на рис. 4.7,б) транзистор VT4 зачиняється і від'єднує вихід у від лінії, а рівнем лог. 1 (ОЕ=х2=1) сигнал з інформаційних входів надходить у лінію (у прикладі у=х1).

4. Елементи з підвищеною навантажівною здатністю. Коли до виходу елемента – джерела інформації підмикають лінію (магістраль) зі зв’язаними з нею входами багатьох БЕ-приймачів, зростають навантажувальна ємність Сн і вихідний струм БЕ-передавача, що може призвести до погіршення швидкодії та зміни вихідних рівнів у неприпустимих межах. З  метою  підвищення навантажівної здатності у вихідному каскаді запроваджують складений транзистор VT3, VT6 (на рис. 4.9,а, всі транзистори та діоди можуть бути звичайними).

У базовій схемі (див. рис. 4.8,а), роль діода VD відіграє емітерний перехід транзистора VT6, підсильність якого не використовується. Шляхом об’єднання колекторів транзисторів VT3, VT6 дістаємо схему рис. 4.9,а, в якій роль діода зміщення VD відіграє той самий емітерний перехід транзистора VT6. Аби не зменшувати коефіцієнт підсилення транзистора VT3 та не збільшувати надмірно потужність транзистора VT6, бо його базовий струм має дорівнювати емітерному струмові транзистора VT3, частину цього струму відгалужують через резистор R, що призводить до збільшення споживаної потужності елемента у вимкненому стані. Цей недолік усувається у варіантні схеми з підімкненим нижнім виводом резистора R до колектора транзистора VT4. Знач ний струм через резистор тепер протікає тільки під час перемикання елемента, а у вимкненому стані він через зачинений транзистор VT4 не замикається, що зменшує споживану потужність.

Внаслідок збільшення підсумкового коефіцієнта підсилення за струмом емітерного повторювача на складеному транзисторі VT3, VT6 зменшується вихідний опір R¹_вих елемента у вимкненому стані, тим самим зменшується стала       

часу заряджання навантажувальної ємності С_н і підвищується навантажівна здатність БЕ. Тому модифікації з повторювачем на складеному транзисторі називають елементами з підвищеним коефіцієнтом розгалуження щодо виходу, з підвищеною навантажівною здатністю, з потужним виходом. На умовних позначеннях елемент з двома станами виходу відрізняють додаванням трикутної позначки підсилення (рис. 4.9,б).