Базові елементи цифрових інтегрованих мікросхем (Глава 4 навчального посібника), страница 8

5. Магістральні елементи. БЕ з потужним виходом та з трьома  станами виходу (див. рис. 4.9,а) називають також магістральними елементами або драйверами. При цьому вхід дозволу OE може бути інверсним, якщо керувальний сигнал надходить через вбудований в елементі інвертор. Об’єднанням двох магістральних елементів за схемою рис. 4.9,в можна дістати двоспрямований елемент (приймач-передавач): при =0 сигнал з лінії х надходить до лінії у через елемент DD1, а при =1 – у зворотному напрямку через елемент DD2.

6. Елементи ТТЛШ. Існують малопотужні серії ТТЛ, в яких для зменшення споживаного від джерела живлення струму застосовують резистори з більшим опором і, навпаки, в швидкодійних серіях з метою збільшення перемикальних струмів та зменшення сталих часу паразитних ємностей використовують малоопірні резистори. При цьому енергія перемикання А=Ржtз.п (добуток споживаної потужності на середній час затримки поширення) залишається приблизно постійною, тому цей показник характеризує рівень технології.

Якісний стрибок зроблено шляхом переходу до технології ТТЛ на транзисторах і діодах Шотткі (ТТЛШ). Елементи сучасних серій ТТЛШ відрізняються більшою швидкодією при меншій споживаній потужності і мають приблизно на порядок меншу енергію перемикання. Впроваджено елементи ТТЛШ (див. рис.4.9,а) зі всіма схемними модифікаціями: звичайний БЕ, БЕ з трьома станами виходу – з діодом VD1 і керувальним входом OE, з демпферними діодами VD2, VD3, VD4, з коригувальним каскадом VT5, з потужним виходом – зі складеним транзистором VT3, VT6 (транзистор VT6 виконують звичайним, бо він не входить до режиму насичення), а також з вільним колектором –якщо вилучити верхнє в схемі плече вихідного каскаду та ін.

7. Малопотужні швидкодійні елементи ТТЛШ. У малопотужних серіях ТТЛШ у схемі рис. 4.9,а замість БЕТ використовують діодну збірку (рис. 4.9,г), аналогічну БЕ ДТЛ (див. рис. 4.1,а), але без діодів зміщення, роль яких відіграє емітерний перехід транзистора VT2. Незважаючи на те, що в колі зміщення на один перехід менше (відсутній перехід Vбк транзистора VT1), завадостійкість майже не погіршується, бо напруга в точці А при вхідному рівні лог. 0 на діоді Шотткі нижча. Проте при цьому покращується розв’язка між елементами: під час дії вхідного рівня лог. 1 діоди відмикають входи БЕ від джерела сигналу. З огляду на те, що технологія і стандартні рівні елементів зберігаються, їх прийнято відносити до типу ТТЛШ.

У модифікованих малопотужних швидкодійних серіях ТТЛШ діодну збірку підімкнено до фазорозділювального каскаду VT2 через емітерний повторювач. Крім того, за допомогою додаткових діодів Шотткі, ввімкнених у вхідному і вихідному каскадах, досягається форсування процесів перемикання БЕ.

4.1.6. Розрахунок сполучення кіл з елементами ТТЛ

1.Розрахунок струмового навантаження. За навантаження  БЕ ТТЛ(Ш) на магістраль або на розгалужене коло з’єднань з різними елементами, наприклад, на коло скидання тригерів, лічильників тощо необхідно перевірити, чи задовольняє вимоги навантажівна здатність БЕ. Для цього розраховують реальне струмове навантаження елемента (DD1 на рис. 4.10,а), виходячи з того, що при об’єднанні входів БЕ ТТЛ вхідний струм не змінюється при х=0, а при х=1 вхідні струми підсумовуються:

                                                      I0вхS=I0вх; I1вхS=KобI1вх,                                                       (4.4)

де Kоб – коефіцієнт об’єднання входів. Тому вихідні струми елемента DD1, навантаженого на N аналогічних елементів, розраховують за співвідношеннями:

                                                                                 (4.5)

Приклад. Для схеми рис. 4.10,а при I0вх=1 мА, I1вх=40 мкА, N=2 за (4.4) для елемента DD1 маємо I0вхS=I0вх=1 мА, I1вхS=2I1вх=0,08 мА та згідно з (4.5) I0вихS=2I0вх=2 мА, I1вихS=I1вх(4+3)=0,28 мА.