Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 [110] 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

является многоэмиттерный. На входы элемента А, В и С подаются положительные напряжения, соответствующие уровням О и 1. Будем считать уровень нуля равным +0,2 В, что соответствует примерно напряжению коллектор - эмиттер для транзистора, работающего в режиме насыщения.

Сделаем предположение, что хотя бы на один из эмиттеров А, В или С подается входное напряжение Uex=+0,2 В. Так как база транзистора соединена через резистор Rei с источником положительного напряжения, транзистор VT1 войдет в режим насыщения. В самом деле, ток базы Ibi= {Un - UB9i~Uex)/R6i- Считая Ugx=+0,2 В; Ивэ1 = 0,8 В, получаем /в1=1 мА. Такой ток базы вызывает насыщение транзистора, если Iki не больше, чем h2i9h. В рассматриваемом случае Iki = 1k9o близок к нулю, так как напряжение база - эмиттер транзистора VT2 недостаточно для его отпирания. Действительно, напряжение Ивэ2 = Ива: + Ияэ1 = 0,2 + + 0,2 = 0,4 В. Следовательно, при сделанном предположении выходное напряжение элемента на рис. 14.22, а должно равняться напряжению источника питания, т. е. на выходе имеется логическая 1.

Теперь предположим, что на все входы подано напряжение, соответствующее логической 1. Пусть это напряжение равно +5 В. В этом случае коллекторный переход VT1 смещен в прямом направлении, а эмиттерный - в обратном. Это соответствует инверсному режиму работы транзистора VT1, когда коллектор и эмиттер меняются местами.

Транзистор VT1 сконструирован так, что при инверсном режиме работы коэффициент передачи /Z2i9<;l- Поэтому «коллекторный» ток, являющийся при инверсной работе эмиттерным током транзистора, очень мал. Следовательно, входной ток схемы мал и она мало нагружает предыдущий каскад.

Итак, при подаче на все три входа напряжения, соответствующего логической 1, через резистор Rei и эмиттерный переход VT2 течет ток, при котором VT2 находится в режиме насыщения. При этом выходное напряжение схемы равно напряжению коллектор - эмиттер транзистора VT2 приблизительно равно +0,2 В, что соответствует логическому 0.

Схема на рис. 14.22, б отличается от рассмотренной тем, что в ней применен сложный инверторный каскад, состоящий не из одного транзистора VT2, а из трех транзисторов: VT2, VT3 и VT4. В сложном инверторе VT2 является фазоинвертором (фазорасщи-пителем), а VT3 и VT4 образуют двухтактный выходной каскад. Преимуществом такой схемы является то, что выходная емкость перезаряжается через малые выходные сопротивления транзисторов VT3 и VT4, что увеличивает ее быстродействие.

Пример. Для схемы на рис. 14,22, б определим минимальное входное напряжение, которое нужно подать на все входы, чтобы схема начала переходить из состояния, при котором =1, в состояние, при котором У = 0.

Для отпирания транзистора VT2 необходимо напряжение wbs=0,6 В. Напряжение ивэ2 = ивх + икаь откуда Wex=0,6-0,2 = 0,4 В.



Пример.. Найдем минимальное входное напряжение, при котором транзистор. ¥Т1 схемы на рис. 14,22, б выйдет из режима насыщения, а транзисторы VT2 и VT4 войдут в режим насыщения, ,

Напряжение коллектора VT1 относительно земли, при котором VT1 и VT4 находятся в режиме насыщения, равно WHi = «Ba2+"i5S4=0,84-0,8= 1,6 В. Напряжение база - коллектор, при котором VT1 выходит из режима насыщения, считаем равным Ueki = Q,6 В, а напряжение эмиттер-база «э£1 = -0,7 В. Отсюда имеем входное напряжение иех=иэБ{+иЕК1+ЧБЭ2+ивэ{=-0,7+0,6+0,8+ 4 0,8=1,5 В.

Дальнейшее повышение входного напряжения постепенно переводит транзистор VT1 в инверсный режим работы, при котором его эмиттерный переход смещен в обратном направлении и является «коллекторным», а коллекторный - в прямом направлении и является «эмиттерным».

Пример. Найдем выходное напряжение для схемы на рис. 14.22, б, соответствующее У = 1. Когда У=0, выходное напряжение 0,2 В, т. е. равно напряжению коллектор - эмиттер транзистора VT4 в режиме насыщения.

Когда У=1, транзистор VT4 заперт, а транзистор VT3 находится в актив-тм режиме. В самом деле, если выходной ток невелик, например, при работе на аналогичную схему, то малы эмиттерный и коллекторный токи VT3. Вследствие этого также мал базовый ток VT3, и можно пренебречь падением напряжения базового тока на Rk2. Поэтому «выа:=[/п-/бз/?к2-«гзэз-"э = 5-0,7- -0,6=3,7 В.

Логические схемы с тремя состояниями. Схема на рис. 14.22, б имеет два состояния: логические О и 1. В каждом из этих состояний выходное сопротивление схемы мало. Добавление к схеме показанных штрихами эмиттера Э, диода VDp и линии, называемой линией разрешения, позволяет получить еще одно состояние схемы с высоким выходным сопротивлением.

Это третье состояние получается при подаче низкого напряжения на линию разрешения. Например, при подключении линии разрешения к земле уменьшаются коллекторные потенциалы транзисторов VT1 и VT2, вследствие чего запираются транзисторы VT2, VT3 и VT4. Следовательно, выход схемы У оказывается изолированным.

Подача высокого потенциала на линию разрешения запирает эмиттерный переход Э транзистора VT1 и диод VDp, отключая часть схемы, показанную штриховой линией. При этом схема работает, как обычная схема И-НЕ.

Логические схемы с тремя состояниями позволяют соединять вместе выходы большого числа логических схем. Подачей разрешающего напряжения только на одну из схем ее фактически подключают к выходу. При этом выходы остальных схем благодаря высокому их выходному сопротивлению не оказывают никакого влияния.

Кроме схем И-НЕ широко применяются также схемы с тремя состояниями типа НЕ и ИЛИ-НЕ, управляемые разрешающими сигналами.

Схема со свободным коллектором. Если из схемы (рис. 14.22,6) изъять транзистор VT3 и диод VDp, то получится широко применяемая схема со свободным коллектором. Свободный коллектор данной схемы является ее выходом и подключается через резистор к источнику питания +Un. В результате получается схема И-НЕ.



Соединение выходов нескольких схем со свободным коллектором, подключенных к одному резистору, образует логическую схему, называемую Монтажным ИЛИ. Если входам двух схем, образующих схему Монтажное ИЛИ, придать индексы 1 и 2, то логическая функция схемы Монтажное ИЛИ описывается соотношением

У= {Ai-B,.Ci) (APbPQ = iA,.BrCi) + (A2-B2-C;).

Широко используется параллельное включение выходов большого числа схем со свободным коллектором. При этом коллекторный ток течет лишь в одной из схем, а остальные схемы имеют высокое выходное сопротивление и не нагружают, выход.

Применение диодов Шотки. Все транзисторы в элементе И-НЕ с транзисторно-транзисторной логикой могут иметь диоды Шотки, подключаемые параллельно коллекторным переходам. Диоды Шотки отпираются при положительном смещении примерно 0,4 В, т. е. при напряжении, меньшем, чем это необходимо для отпирания коллекторного перехода. В результате применения диодов Шотки значительно повышается быстродействие логического элемента.

14.13. ЭМИТТЕРНО-СВЯЗАННАЯ ЛОГИКА (ЭСЛ)

На рис. 14.23 приведена схема ЭСЛ-элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ. Он имеет три входа: Л, S и С и два выхода; Y=A + B+C и Р = = А + В + С. По принципу действия ЭСЛ-элемент является переключателем тока. Он отличается от ранее рассмотренного тем, что генератор стабильного тока заменен резистором Ra. Хотя ток в ЭСЛ-элементе также полностью переключается, значение эмиттерного тока при этом не сохраняется. Другое отличие схемы в том, что в левом плече схемы вместо одного транзистора имеются три: VT2, VT3 и VT4.

Логический элемент переходит из одного логического состояния в другое при подаче хотя бы на один из входов (Л, В или С) напряжения Ulx~~-0,8 В. Это напряжение выше опорного напряжения на 0,4 В, что более чем достаточно для переключения


vn vrs

-i-0u=-

U=-SB

Рис. 14.23. ЭСЛ-элемент ЗИЛИ/ЗИЛИ-НЕ



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 [110] 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0055