Структури базових логічних елементів, страница 12

Таблиця дає можливість порівняти експлуатаійні параметри ТТЛ мікросхем різних серій і використовувати їх при проектуванні цифрової схемотехніки.

 2.3.2 Особливості використання мікросхем ТТЛ.

Якість роботи любої цифрової схеми повністю залежить від того, наскільки точно дотримуються технічні умови використання мікросхем. Тому важливо знати ряд специфічних особливостей, які не завжди безпосередньо витікають із схемотехніки, а більш являються надбанням практики їх використання.

Характерною особливістю ТТЛ ІС  є наявність значних імпульсів струму живлення, які з’являються при зміні станів вихідного каскаду базового логічного елемента, коли один з транзисторів ще не закрився, а інший вже  відкрився.

Імпульсні струми небезпечні тим, що протікаючи по шинах живлення, вони створюють імпульсні перешкоди. Для захисту від таких перешкод на шинах живлення використовують конденсатори. Рекомендується для кожного корпуса мікросхем встановлювати високочастотний конденсатор емністю 1-2 нф. В цифрових схемах для забезпечення якісного живлення встановлюються також електролітичні конденсатори з розрахунку не менше 1мкф на 5 корпусів ТТЛ.

З ростом робочих частот перемикання ІС росте не тільки частота імпульсів, а також збільшується середня споживаєма потужність, яка досягає максимального значення на частоті f=t^-1_3.РС. На величину споживаємої потужності мікросхеми впливає також емність навантаження, збільшення якої приводить до підвищення вихідних струмів.

6.Перешкодостійкість ТТЛ ІС визначається конкретними значеннями та співвідношеннями напруг на входах і виходах при їх постійному з’єднанні, що іллюструється рис. 2.17.

Приведені цифри характеризують найбільш несприятливий випадок з точки зору температурних умов та живлення. Вихідний рівень напруги логічного нуля не перевищує 0.4 В, а логічної одиниці не опускається нижче 2.4 В. В той же час мікросхема буде нормально працювати, якщо на її вході рівень логічного “0” досягне 0.8 В, а рівень логічної “1” опуститься до 2 В. Гарантований запас перешкодостійкості в обох випадках дорівнює 0.4 В.

Статична перешкодостійкість на низькому рівні, як витікає з рис.2.17 визначається різницею :

                           U⁰_ПЕР= |U⁰_{ВИХ.МАКС} – U⁰_{ВХ.МАКС} |;

по високому рівню :

                           U¹_ПЕР= |U¹_{ВИХ.МАКС} – U¹ _{ВХ.МАКС} |.

З приведених формул витікає, що фактично реальну величину перешкодостійкості вихначають максимальні значення напруг.

Реальна величина запасу перешкодостійкості перевищує 1 В. Порогова вхідна напруга, при якій проходить зміна стану мікросхеми досягає 1.3 – 1.4 В при кімнатній температурі, а типові значення вихідних напруг дорівнюють 0.2 і 0.3 В відповідно для рівнів “0” і “1”. Тому, якщо перешкда буде діяти на з’єднуючий мікросхеми інформаційний провідник в ситуації, коли вихід попередньої мікросхеми знаходиться в стані “0”, то послідуюча не буде реагувати на перешкоду з амплітудою до 1.1 – 1.2 В. Аналогічно, в стані логічної “1” попередньої мікросхеми, послідуюча буде стійка до перешкод на шині живлення з амплітудами до 1.5 –1.6 В.

        7. Ще одна особливість ТТЛ полягає в недопустимості з’єднання виходів декількох мікросхем. Пов’язано це  з тим, що при наявності такого з’єднання можлива ситуація, коли в відповідності з вхідними логічними сигналами на виході одного з них повинна з’явитись логічна “1”, а на виході другого – “0”. При такій комбінації сигналів з’явиться прохідний струм, на який не розраховані елементи. Якщо ж все таки така необхідність існує, наприклад, для підвищення вихідного струму, то в таких мікросхемах необхідно з’єднувати і їх входи.

Але в ряді цифрових пристроїв, де декілька узлів чи блоків працюють на одне навантаження, таке з¢єднання являється принципово необхідним. В таких випадках використовуються елементи TTЛ, які наряду з двома відомими станами мають третій- так називаємий Z-стан.(рис.2.18.) При подачі на вхід Z сиснала логічної “1”, на виході DDI будемо мати низький потенціал, при якому діод VDI

        фактично своїм катодом замикається