Транзистор VT5 проводит ток, так как выход VT2/VT12 находится под напряжением высокого уровня. В результате выходное напряжение также повышается. При низком уровне напряжения на входе Х2 управление транзистором VT12 определяется током через диод эмиттер ¾ база транзистора VT11 на землю.
В результате VT12 запирается. Транзисторы VT12 и VT2 должны быть заперты для того, чтобы на выходе схемы появилось напряжение высокого уровня, что и наблюдается, если на входы Х1 и Х2 одновременно подано напряжение низкого уровня одновременно.
Инвертирующая схема, которая обеспечивает только функцию НЕ, отличается от схемы И-НЕ тем, что имеет лишь один эмиттерный вход (рисунок 8). Так как инвертор имеет только один вход и один выход, то в корпусе с 14 выводами с двухрядным расположением можно разместить 6 таких схем.
Основой микросхем серии ТТЛ является многоэмиттерный транзистор, отличающийся от обычных транзисторов наличием нескольких эмиттерных областей с общими для всего транзистора базовым и коллекторным слоями. Эмиттеры многоэмиттерного транзистора расположены так, что взаимодействие между ними через разъединяющий участок базы практически исключается. Поэтому многоэмиттерный транзистор является совокупностью нескольких транзисторных структур, взаимодействующих друг с другом только за счет движения основных носителей в общей коллекторной области.
В качестве нагрузки многоэмиттерного транзистора в сериях ТТЛ является активный элемент ¾ простой (как в ДТЛ) или сложный инвертор. Схемы ТТЛ с простым инвертором широко не применяются из-за низкой нагрузочной способности и помехоустойчивости. Базовым элементом И-НЕ для практически используемых схем ТТЛ стал элемент со сложным инвертором (рисунок 9).
Сложный инвертор состоит из фазорасщепительного (транзистор VT2, резистор R2, узел VT3, R3,R4) и выходного (транзисторы VT4, VT5, диод VD5, резистор R5) каскадов. Транзистор VT5 открыт при открытом транзисторе VT2, а транзистор VT4 закрыт. На выходе Y сложного инвертора потенциал соответствует состоянию логического нуля. Диод VD5 повышает уровень отпирания транзистора VT4 до напряжения, превышающего потенциал коллектора транзистора VT2, которое, с учетом падения напряжения на эмиттерном переходе VT5 составляет примерно 1 В. Для отпирания эмиттерного перехода и диода требуется 0,7 ¾ 0,8 В, поэтому обеспечивается надежное закрывание транзистора VT4. При закрывании транзистора VT2 транзистор VT5 закрывается, а VT4 открывается, и на выходе потенциал повышается до уровня логической единицы (около 3,5 В).
Таким образом, сложный инвертор по отношению к многоэмиттерному транзистору ведет себя аналогично простому инвертору. Узел VT3, R3, R4 повышает помехоустойчивость и может рассматриваться как резистор.
Сигнал высокого уровня (логическая единица), поданный одновременно на все входы элемента, смещает эмиттерные переходы в обратном направлении, устанавливая в многоэмиттерном транзисторе режим инверсного усиления. Под действием тока, протекающего в его коллекторной цепи, транзисторы VT2 и VT5 открываются и переходят в режим насыщения, переводя выход сложного инвертора в состояние логического нуля.
При этом потенциал базы входного транзистора понижается до значения, определяемого падением напряжения на трех последовательно включенных переходах транзисторов VT1, VT2, VT5 (около 2,4 В).
Чтобы эмиттерный переход был закрыт, прямое напряжение, приложенное к нему, не должно быть больше 0,5 В. Следовательно, состоянию логической единицы на входе соответствует потенциал не менее 1,9 В.
Если на одном либо нескольких входах Xi элемента ТТЛ появляется состояние логического нуля, соответствующий эмиттерный переход VT1 сместится в прямом направлении, т. к. потенциал базы выше потенциала эмиттера. Напряжение на базе будет определяться потенциалом открытого входа (падением напряжения на насыщенном входном транзисторе) и падением напряжения на эмиттерном переходе и не будет превышать 1 В, что недостаточно для открывания трех переходов: одного коллекторного VT1 и двух эмиттерных VT2 и VT5. Транзистор VT2 будет закрыт и на выходе Y элемента будет состояние логической единицы.
С учетом того, что к переходу нужно приложить 0,5 В для того, чтобы он был открыт, то максимальное напряжение на входе, соответствующее состоянию логического нуля, составит 3×0,5 - 0,7 = 0, 8 В.
Логические элементы И-НЕ серии ТТЛ выпускают в виде самостоятельных микросхем, которые могут быть использованы при построении других устройств. Выпускают несколько логических элементов двухступенчатой
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
