31. Эсл элемент. Талица истинности и выполняемая логическая функция. Эквивалентная схема.

ЭСЛ-элемент имеет два входа и два выхода и реализует логические функции ИЛИ и ИЛИ-НЕ.

ЭСЛ-элемент состоит из переключателя тока (ПТ) и двух эмиттерных повторителей (ЭП). ПТ выполнен на транзисторах Т1, Т1', Т2 и резисторах R1 и R2. В ПТ I0 - идеальный источник тока. В электрическую схему элемента также включены эмиттерные повторители по каждому выходу - Т3, R3 и Т4, R4.

А	В	F1	F2	Примечания
0	0	1	0	Т1, Т11 - НАР (IЭ = 0), Т2 - НАР (IЭ = I0)
0	1	0	1	Т1, Т2 - НАР (IЭ = 0), Т11 - НАР (IЭ = I0)
1	0	0	1	Т11, Т2 - НАР (IЭ = 0), Т1 - НАР (IЭ = I0)
1	1	0	1	Т1, Т11 - НАР (IЭ = I0/2), Т2 - НАР (IЭ = 0)

32. Принцип работы эсл элемента по входной характеристике

Входной ток ЭСЛ-элемента является базовым током входного транзистора Т1.

Рассмотрим режимы работы транзисторов на различных участках входной характеристики.

1. T1 – РО (граничное условие U_БЭт1 = 0);

Т2 – НАР (U_БЭт2=U_БЭН);

I_Эт1=I_Э0=0;

I_Эт2=I_R5;

I_ВХ = I_БТ1;

Граничное условие для перехода на второй участок характеристики:

U_{ВХ I-II} = U_ОП – U_БЭТ2 + U_БЭТ1=U_ОП-U_БЭН

2. Т1 – НАР (0<U_БЭТ1<U_БЭГР)

Т2 – НАР

I_Эт1=I_Э0=0;

I_Эт2=I_R5;

I_ВХ = I_БТ1;

Граничное условие для перехода на второй участок характеристики:

U_{ВХ II-III} = U_ОП – U_БЭТ2 + U_БЭТ1=U_ОП-U_БЭН+U_БЭГР

3. Т1 – НАР (U_БЭГР>U_БЭТ1>U_БЭН)

Т2 – НАР (U_БЭН>U_БЭТ2>U_БЭГР)

Граничное условие для перехода на второй участок характеристики:

U_{ВХ III-IV} = U_ОП – U_БЭТ2 + U_БЭТ1=U_ОП-U_БЭГР+U_БЭН

4. Т1 – НАР (U_БЭТ1=U_БЭН)

Т2 – НАР (U_БЭТ2<U_БЭГР)

I_Эт1=I_R5;

I_Эт2=I_Э0=0;

Граничное условие для перехода на второй участок характеристики:

U_БКТ1=0; U_{ВХ IV-V} = U_ВЫХ+U_БЭТ3

5. Т1-РН (U_БЭТ1=U_БЭН, 0<U_БКТ1<U_БКН)

Т2-НАР (U_БЭТ2<U_БЭГР)

I_Эт1=I_R5;

I_Эт2=I_Э0=0;

Граничное условие для перехода на второй участок характеристики:

U_БКТ1=0; U_{ВХ V-VI} = U_ВЫХ+U_БЭТ3-U_БКНТ1

6. Т1-РН (U_БЭТ1=U_БЭН UБКТ1=UБКН)

Т2-НАР (U_БЭТ2<U_БЭГР)

I_Эт1=I_R5;

I_Эт2=I_Э0=0;

33. Передаточная характеристика ЭСЛ элемента

Для построения передаточной характеристики запишем уравнения для U_ВЫХi.

(*)

Обычно для совпадения логических уровней на выходах резисторы R1 и R2 выбираются из соотношения:

При построении передаточной характеристики учитываются уравнение (*) и режимы работы транзисторов на различных участках (см. входную характеристику)

34. Выходная характеристика ЭСЛ элемента.

Для получения выходной характеристики рассмотрим эквивалентную схему:

Поскольку схема симметричная, то достаточно рассмотреть половину ее. При этом в зависимости от входного напряжения транзистор Т2 будет находиться в следующих режимах:

Система уравнений для выходной характеристики по эквивалентной схеме запишется:

Наконец, получим уравнение для ВАХ выходной характеристики:

35. Потребляемая мощность ЭСЛ элемента.

Средняя мощность, потребляемая переключателем тока и эмиттерными повторителями:

36. Принцип работы и логическая функция многоярусного ЭСЛ элемента.

Многоярусное включение переключателей тока в схемах ЭСЛ позволяет расширить логические возможности схемы. Рассмотрим схему, имеющую три входа (A, B, C) и восемь выходов (F₁ - F₈):

Принцип работы МяЭСЛ аналогичен принципу работы обычной ЭСЛ-схемы. Опорные напряжения U_ОП1, U_ОП2, U_ОП3 выбраны таким образом, чтобы уровни входных логических напряжений нуля были ниже, а уровни входных логических напряжений единицы были выше опорных напряжений в соответствующих ярусах. Ток I₀ в зависимости от комбинации входных сигналов протекает только в одной ветви. Для заполнения таблицы истинности рассмотрим первую комбинацию входных сигналов, когда A = 0, B = 0, C = 0. В этом случае входные напряжения меньше опорных напряжений, поэтому ток I0 протекает через транзисторы Т14, Т11, Т6 и резистор R6. Таким образом, за счет падения напряжения на резисторе R6 только на выходе F6 будет низкое выходное напряжение – уровень логического нуля. Поскольку в остальных ветвях ток не протекает, т.е. нет падения напряжения на резисторах, на выходах формируется высокое напряжение (равное потенциалу земли) - уровень логической единицы. Подобным образом рассмотрев все возможные комбинации входных сигналов, заполним таблицу истинности. В примечании указаны элементы, через которые протекает ток I0 в соответствующем состоянии входных напряжений.