Импульсные устройства. Основные понятия и определения импульсной техники. Электронные ключи. Интегральные логические схемы, страница 27

ИЛС типа И-ИЛИ-НЕ.  Рассмотренные ТТЛ элементы, выполняющие операцию И-НЕ легко объединяются  с целью выполнения более сложных логических операций. Примером такого объединения является схема рис.3.12а, представляющая собой комбинацию двух трёхвходовых схем И-НЕ  и двухвходовой РТЛ схемы ИЛИ-НЕ с раздельными коллекторной и эмиттерной нагрузками и сложным инвертором. Операция И, состоящая в закрытии всех эмиттеров любого из двух (или большего числа) многоэмиттерных транзисторов переводит соответствующий транзистор схемы ИЛИ в состояние насыщения, в результате чего на выходе сложного инвертора в полном соответствии с рассмотренной работой элемента ТТЛ образуется уровень логического нуля. Таким образом схема рис.3.12а выполняет логическую операцию И-ИЛИ-НЕ, что бывает удобно во многих применениях. Условное изображение такой схемы показано на рис.3.12б. Количество входных полей И  и  число входов на каждом поле может быть различным. Достоинство схем такого типа состоит в том, что, несмотря на усложнённую логику, время задержки переключения составляет время задержки единственного элемента ТТЛ.

Рис. 3.12

            Запрет на соединение выходов ТТЛ ИЛС. Непосредственное соединение между собой выходов ТТЛ элементов со сложным инвертором, как на рис.3.13,    с целью, например, увеличения числа логических входов общей схемы не может быть использовано по схемотехническим причинам.  В этой схеме при единичном напряжении выхода  и нулевом напряжении на  ток от источника питания потечёт через  и насыщенный  верхнего элемента и насыщенный  нижнего. При использованных типовых параметрах этот ток составит   мА  и на резисторе выделится мощность  мВт, что немедленно выведет резистор из строя.  Рассмотренные обстоятельства возникают и при использовании ИЛС других типов, когда конструктор, соединяя выходы элементы, создаёт по сути дела новую логическую схему, например, элемент И-ИЛИ-НЕ (рис.3.12).

Рис. 3.13

Монтажное И.  Для возможности конструирования логических схем для конкретных прикладных задач выпускаются элементы ТТЛ с дополнительным транзистором с неприсоединённым («открытым») коллектором. На рис.3.14 показаны два таких элемента, открытые коллекторы которых  и  соединены с общим резистором  в цепи внешнего источника Е.  В составе элементов  и  нагрузка на базы транзисторов  является стандартной для ТТЛ. Соединение открытых коллекторов,  резистора  и внешнего источника питания образует логический элемент ИЛИ-НЕ. Выбор параметров ,  и числа соединяемых элементов должен производиться разработчиком аппаратуры в соответствии с рассмотренными свойствами РТЛ логических схем. Общая логическая операция, выполняемая схемой рис.3.14, может быть записана как

___________

=  .                         (3.4.5)

Правило, по которому получена эта формула, стандартно в алгебре логики и будет подробно рассмотрено при изучении цифровых устройств. Исходя из (3.4.5) схему рис.3.14 называют «монтажное И». Её использование позволяет увеличивать число входов элементов ТТЛ.

В схемах ТТЛ с открытым коллектором используют выходные транзисторы  с увеличенными по сравнению с микроэлектронной технологией параметрами  и  по току и напряжению. Это позволяет использовать их для цифрового управления работой оконечных устройств: индикаторных ламп, реле и др. в разнообразных прикладных задачах.

Рис. 3.14

            Неиспользуемые входы ТТЛ. Во многих случаях число логических входов выбранных элементов ТТЛ превышает требуемое и некоторые входы остаются неиспользованными. Такая же ситуация существует и в РТЛ ИЛС, но там решение очевидно: неиспользуемые входы заземляются, соответствующие транзисторы закрываются и не участвуют в работе. В ТТЛ схемах неиспользуемые входы являются эмиттерами многоэмиттерного транзистора. Вообще говоря, исключить вход из работы можно, если его вовсе не присоединять к схеме. Ток через такой эмиттер не может протекать.  Однако контакт закрытого эмиттера представляет собой некоторую ёмкость, которая заряжается помеховыми наводками, которые вследствие большого сопротивления утечки  могут накапливаться и при некоторых условиях открывать эмиттерный переход, создавая значительный импульс помехи. Поэтому при конструировании импульсной аппаратуры оставлять не присоединёнными  любые контакты не рекомендуется.          Другой способ исключения неиспользованного входа из работы состоит в закрытии эмиттерного перехода напряжением источника питания. Однако Е превышает напряжение логической единицы и вызывает заметный обратный ток закрытого перехода.