5.3.3. Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки

Для увеличения быстродействия элементов ТТЛ используются транзисторы с диодами Шоттки (транзисторы Шоттки). Схема базового логического элемента ТТЛШ на примере серии микросхем К531 приведена на рис. 5.23.

Рис. 5.23

Особенностями этой схемы по сравнению с аналогичной схемой ТТЛ (рис. 5.16) является то, что, кроме использования транзисторов и диодов Шоттки, верхнее плечо сложного инвертора выполнено на двух транзисторах VT4 и VT5, включенных по схеме Дарлингтона, причем VT5 – обычный транзистор, а в качестве эмиттерной нагрузки транзистора VT2 использован транзистор VT3. Все это обеспечивает повышение быстродействия элемента.

Быстродействующие микросхемы ТТЛШ серий К531, К153, К130, К131 обеспечивают время задержки распространения , максимальную рабочую частоту до 50МГц при потребляемой мощности до 40 мВт. Маломощные микросхемы ТТЛШ серий К555, К1533, К134, К734 имеют потребляемую мощность до 2 мВт при задержке распространения до .

5.3.4. Эмиттерно-связанная логика

Основой базового логического элемента ЭСЛ является переключатель тока (рис. 5.24).

	Необходимо обратить внимание на то, что микросхемы ЭСЛ питаются отрицательным напряжением. На базу транзистора VT2 подано отрицательное постоянное опорное напряжения . Изменение входного напряжения приводит к перераспределению постоянного тока ,
Рис. 5.24

заданного сопротивлением , между транзисторами, что имеет следствием изменение напряжения на их коллекторах. Транзисторы не входят в режим насыщения, и это является одной из причин высокого быстродействия элементов ЭСЛ. Необходимо обратить внимание на то, что логика работы схемы (функция ИЛИ) реализуется в выходных цепях переключателя тока.

Базовый элемент ЭСЛ получают дополнением в схеме токового переключателя (ТП) транзистора VT1 параллельно включенными транзисторами для увеличения числа входов, установкой схемы источника опорного напряжения (ИОН) и включением в качестве выходных схем элемента ЭСЛ эмиттерных повторителей (ЭП). Микросхемы ЭСЛ могут выполняться как с встроенными резисторами в эмиттерах ЭП, так и с открытым эмиттером, когда эмиттерные сопротивления ЭП являются внешними. Полученная в результате этих действий схема базового элемента ЭСЛ приведена на рис. 5.25.

Рис. 5.25

На транзисторы VT1, VT2 подаются входные сигналы, и они совместно с VT3 образуют токовый переключатель ТП. Транзистор VT4 с элементами и диодами VD является источником опорного напряжения (ИОН), задающим постоянное напряжение на базе транзистора VT3, который находится в активном режиме работы. На транзисторах VT5, VT6 реализованы эмиттерные повторители (ЭП). Цепи нагрузок транзисторов VT5, VT6 (резисторы ) могут быть вынесены за пределы микросхемы ЭСЛ, что расширяет ее функциональные возможности.

Когда на всех входах схемы действуют сигналы логического нуля (в соответствии с табл.5.1 при положительной логике и отрицательном напряжении питания это большое отрицательное напряжение), транзисторы VT1, VT2 закрыты, транзистор VT3 открыт. В результате транзистор VT6 будет закрыт, т.е. на его выходе установится более отрицательное напряжение (логический 0), а транзистор VT5 – открыт, т.е. на его выходе установится менее отрицательное напряжение (логическая 1). Если на любой из входов подана логическая единица (менее отрицательное напряжение, чем на базе транзистора VT3), то откроется соответствующий транзистор, что приведет к перераспределению токов между этим транзистором и транзистором VT3, после чего транзистор VT5 закроется, т.е. на его выходе установится большое отрицательное напряжение (логический 0), а транзистор VT6 откроется, т.е. на его выходе установится логическая 1.

Таким образом, схема (рис. 5.25) одновременно выполняет функции ИЛИ-НЕ и ИЛИ , в связи с чем её УГО имеет вид изображенный на рис. 5.26.
	Рис. 5.26
При необходимости количество входов может быть увеличено путем монтажного объединения выходов, но не более четырех, причем объединяться могут как одноименные, так и разноименные выходы (рис. 5.27).
	Рис. 5.27

Типовые параметры выпускаемых промышленностью серий логических элементов типа ЭСЛ, среди которых можно назвать серии 100, 137, 138, 187, 500, 700, 1500, имеют следующие значения:

- допустимый уровень статической помехи 0,8 В;

- коэффициент объединения по входам до 12;

- коэффициент разветвления по выходу до 15, специальные микросхемы имеют коэффициент разветвления по выходу до 100;

- время задержки распространения ;

- максимальная рабочая частота до 550 МГц;

- потребляемая мощность до 25 мВт.