Импульсные устройства. Основные понятия и определения импульсной техники. Электронные ключи. Интегральные логические схемы, страница 21

Другая ситуация имеет место в процессе переключения транзисторов, когда протекают токи перезаряда паразитных ёмкостей. Каждый процесс переключения при этом связан с расходом определённой энергии, в результате расходуется мощность, пропорциональная частоте переключения. Такая мощность называется динамической. Соотношение статической и динамической потребляемых мощностей зависит от типа технологии используемых ИЛС и может составлять или близкие величины, или существенно различные,  как будет показано в дальнейшем. Статическая и динамическая мощности являются отдельными техническими покзателями ИЛС.

-Плотность компоновки.  Для ИЛС средней степени интеграции этот показатель обычно означает число ИЛС, находящихся в одном корпусе. При этом технические показатели схем могут относиться к одиночной схеме (среднее время залержки) или ко всему корпусу (обычно это потребляемая мощность).

- Надёжность. Надежность ИЛС определяется интенсивностью отказов , которая  является показателем уровня используемой микроэлектронной технологии. Величина  [отказов/час] обычно относится к отдельной микросхеме и для разрабатываемого микроэлектронного устройства суммируется по всем микросхемам и конструктивным элементам схемы (контактам, разъёмам), определяя общую интенсивность отказов изделия  и соответствующую вероятность безотказной работы за требуемое время  .

3.3. Интегральные схемы резисторно-транзисторной  логики (РТЛ)

Принципиальная схема базового элемента РТЛ и её условное изображение показаны на рис.3.6. Схема выполняет логическую операцию ИЛИ-НЕ: при подаче на любой вход  напряжения логической единицы соответствующий транзистор входит в насыщение и на выходе схемы  образуется напряжение логического ноля . На условном изображении   рис.3.6 б  операция ИЛИ отображается знаком 1, а операция инверсии – кружком на выводе . 

Рис.3.6 а,б

Для определения технических показателей РТЛ, рассмотрим схему-генератор, к выходу которой присоединены   входов схем-нагрузок, имеющих  входов каждая (рис.3.7 а.б). 

Рис.3.7 а ,б

Если транзистор  схемы-генератора находится в насыщении, все транзисторы схем – нагрузок , подключённые базами к его коллектору, находятся в отсечке, поскольку .

В случае закрытого состояния транзистора  транзисторы  присоединённых схем-нагрузок должны находиться в состоянии насыщения. Это возможно, если ток коллекторной цепи схемы-генератора достаточен для насыщения    транзисторов схем-нагрузок.

Напряжение на коллекторе закрытого транзистора (напряжение логической единицы) меньше напряжения питания за счёт протекания  токов базы через резистор : . Ток каждой базы определяется как

, или                                                     .                                       (3.3.1)

Сопротивление резистора  снижает величину открывающего тока, но выполняет полезную роль уменьшения разброса токов  схем-нагрузок, вызываемого неизбежным разбросом величины  их входных характеристик:

 .

В первоначальных вариантах схем с непосредственной связью (НСТЛ) при  достигаемые показатели нагрузочной способности были низкими за счёт «перехвата» большей части коллекторного тока базой транзистора с минимальной величиной . В дальнейшем для РТЛ будем считать .

Степень насыщения транзисторов схем-нагрузок при заданном базовом токе зависит от их коллекторных токов. В РТЛ схемах-нагрузках коллекторный ток каждого транзистора  определяется состоянием остальных  информационных входов в каждой схеме. Если все эти входы имеют нулевой потенциал, то соответствующие транзисторы закрыты и коллекторный ток транзистора, присоединённого к схеме-генератору, равен . Другой крайний случай имеет место, если эти   транзисторов находятся в насыщении. Тогда ток через резистор  распределяется между ними  .  При заданном базовом токе  это означает соответствующее изменение степени насыщения транзистора , присоединённого к выходу схемы-генератора.

 .                     (3.3.2)