Эмиттерлі байланысқан логикалық сұлбалар

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Эмиттерлі байланысқан логикалық сұлбалар.

ИС эмиттерлі-байланысқан логиканы элементтік база ретінде қолдану жоғары өндірістік сандық құрылғыны жасағанда дұрыс және жылдамдығы аз құрылғыларды жобалағанда тиімсіз. Соңғысы ЭСЛ ИС элементтерінің тұтыну қуатының жоғарлығымен түсіндіріледі, бұл олардың баста кемшілігі.

ЭСЛ элементтерінің негізгі қасиеті мыналар: өте жоғары жылдамдық, үлкен жүктемлік қабілет, жұмыс температурасы мен қоректену кернеуі өзгергендегі динамикалық параметрлерінің жоғары тұрақтылығы, төмен онда келісілген желі мен жүктемеде жұмыс істеу қабілеті, салыстырмалы жақсы бөгеуілге тұрақтылық.

Жасалған сандық ЭСЛ ИС-ң ішінде К500 және К1500 сериялы микросұлбалар кең таралады, бұлар МС 1 мен Ғ100К микросұлбаларының функционалдық аналогы.

К500 сериялы микросұлба істік шығыста пластмасслық және керамикалық қорапта шығарылады, ал К1500 сериялы микросұлба негізінен керамикалық қорапта шығыстары планарлы болып дайындалады. Сурет1 көрсетілген К500 сериялы базалық ЭСЛ элементі үш бөліктен құралады: токтық ауыстырғыш (ТА), шығыс эмиттерлік қайталағыштар (ЭҚ) және тірек кернеуінің көзі тізбегі (ТКК) .

Негізінде ЭСЛ элементтерінің екі не үш кірісі бар. Кіріс санын көбейту кіріс паразисттік сиымдылығын өсіреді, бұл жылдамдықты төмендетеді.

ТА - Т ₀ , Т ₁ және Т ₂ транзисторларында R _Э , R _К1 және R _К2 резисторларында тұрғызылған. ТА-ң негізінен кілттік режимде жұмыс істейтін дифференциалдық күшейткіш құрайды, бұл кезде Т ₀ , Т ₁ и Т ₂ транзисторлары қанығу режимінде енеді. ТА кіріс сигналдарын күшейтеді, элементтің қажетті бөгеуіл тұрақтылықпен қамтамасыз етеді, парафаздық (тура және теріс) шығыс сигналдарын қалыптастырады және шығыстарда логикалық функцияны жүзеге асырады.

Сурет 1. К500 сериялы базалық ЭСЛ элменттің сұлбасы

Т ₄ и Т ₅ транзисторларында тұрғызылған шығыс эмиттерлік қайталағыштар шығыс сигналдарын қуат (ток) бойынша күшейтуге және ЭСЛ элементтерін кіріс және шығыс сигналдарының деңгейімен сәйкестендіру үшін ТА сигнадарын кернеу бойынша ығыстыруға арналған.

Бұдан басқа аз жұмыс кедергісінің арқасында ЭҚ толқындық кедергісі 50 Ом байланыс желісіндегі жұмыста қажетті жүктемелік қабілетпен қамтамасыз етеді. ЭСЛ элементтері үшін типтік мән жеткілікті үлкен және n=10-20 болады.

Т ₃ транзисторында, R ₁ -R ₃ резисторларында және термокомпенсирлеуші D ₁ и D ₂ диодтарында орындалған ТКК тізбегі Т ₀ транзисторының базасына берілетін И _оп тірек кернеуін қалыптастыру үшін арналған. Негізінде ТКК-ң бір тізбегі бір кристалдағы ЭСЛ-ң бірнеше (5-10 дейін) элементтерін қамтамасыз етеді.

ЭСЛ элментінің кірістері кедергісі шамамен 50 кОм R _Б1 және R _Б2 резисторлары арқылы кернеуі Е ₁ = -5, 2 В ± 5 % қоректену көзіне қосылған. Мұндай қосылу ЭСЛ ИС-ң қолданылмаған кірістерін бос қоюға мүмкін етеді. Бұл кезде қолданылмаған кіріс транзисторының базасына берілген теріс потенциал оның сенімді жабылуын қамтамасыз етеді және осылайша басқа кірістерден ЭСЛ элементінің қалыпты жұмысына әсер етуін болдырмайды.

ЭСЛ ИС-ң коллекторлық тізбегі жерсінген, бұл қорек тізбегі бойынша шығыс кернеуінің деңгейінің аз тәуелділігімен қамтамасыз етеді, осылайша жақсы бөгеуіл тұрақтылық, бұл аз логикалық түсімді сұлбалар үшін маңызды. ЭСЛ элементінің шығысында монтаждық логиканы ұйымдастыру мүмкіндігін алу мақсатында ЭҚ-ң жүктемелік регистрлері.

R _Н1 және R _Н2 (кедергісі 50, 75 және 100 Ом) микросұлба сыртына шығарылған. Қоректену қуатын азайту үшін R _Н1 и R _Н2 резисторлары қосымша кернеу көзіне Е ₂ = -2 В қосылған.

Базалық ЭСЛ элментінің (Сурет 1) ретіс логиканы қолданатын жадай үшін, кернеудің үлкенірек теріс деңгейіне логикалық 1(-1, 7В), ал азырақ теріс принципін қарастырайық.

Сигналдың логикалық төмендеу амплитудасы 0, 8В ЭСЛ ИС-тің логикалық 0 мен логикалық 1 кернеуі бойынша бөгуіл тұрақтылығы сәйкесінше 125 және 155 мВ, ал тірек кернеуі U _оп = 0, 5 (U ¹ + U ⁰ ) = - 1, 3 В, мұнда U - сәйкесінше логикалық 0 мен логикалық 1 кернеуі. Келтірілген сандық мәндер типтік. Практикада олар қалыптың техникалық құжаты бойынша аспау керек технологилық өңделермен алынады.

ЭСЛ сұлбаның (Сурет 1) барлық кіріспе логикалық 1 сигналдары берілсін (а=1 және в=1), яғни сигналдар тірек кернеуінен көбірек теріс. Онда мен транзисторлары табылады, ал транзисторлары ашылады. Ашық транзисторының эмиттерлік өтуіндегі 0, 75В тең кернеу төмендеуің есептесек, “1” түйінінің потенциалы -2, 05В болады. транзисторының базалық тогы шамасына азайған, оның коллекторлық R _К1 жүктемесінде 0, 9В тең кернеу түсуін жасайды, осыдан “2” түйінінің потенциалы R _К2 “3” түйін потенциалы транзисторының базалық тогынан резисторында кернеудің түсуі және жабық мен транзисторының коллекторлық жылулық тогының әсерінен шамамен -0, 1В( =-0, 1В) құрайды. ЭП-ң шығыс пен транзисторлары әрқашан активті режимде жұмыс істейді және олардың эмиттерлік өтуіндегі кернеудің түсуі 0, 8В болады.

Осылайша базалық ЭСЛ элементтің сұлбасының тура F шығысында логикалық 1 кернеуі орнатылады, яғни U _вых1 = -1, 7 В U _вых2 = -0, 9 В болады. .

ЭСЛ сұлбасының ең болмаса бір кірісіне логикалық 0 (-0, 9В) берсе, яғни U _оп -ке қарағанда (мысалы а=0 және в=1) оңға тауып сигнал, транзисторы ашылады ал транзисторлары жабылады, себебі оның базасына логикалық 1 сигналы беріледі. “1” түйін потенциалы -1, 65В тең болады, бұл транзисторының жабылуына әкеледі. Нәтижесінде ТА-да токтың ауысуы болады, енді ол былай ағады: “жер” шинасы - R _К2 - транзистор Т ₁ - резистор R _Э Е _Э -нің қорек көзі. Бұл кезде “2” мен “3” түйіндердің потенциалы сәйкесінше -0, 1В және -0, 9В тең болады. Сұлба күйі өзгереді, оның тура шығысында логика 0-ге сәйкес U _вых1 = -0, 9 В кернеуі, ал терісінде логика 1, яғни U _вых2 = -1, 7 В қалыптасады. Осылайша базалық ЭСЛ элементі (Сурет 1) теріс логика кезінде тура шығысты “И” функциясы (F ₁ = ), терісінде - “И-НЕ”( ) орындайды.

Оң логиканы қолданған кезде, -1, 7В кернеу деңгейі логика 0, ал -0, 9В кернеу деңгейі логика 1 келгенде, Сурет 1-дегі ЭСЛ сұлбасы ткра шығыста “ИЛИ” және терісінде “ИЛИ-НЕ” функциясын орындайды.

ЭСЛ элементтерінің логикалық мүмкіндіктерін кеңейту үшін түрлі сұлбатехникалық әдістер қолданылады. Мысалы ЭСЛ элементтерінің екі не көп микросұлбаларының бірдей шығыстарын бір жүктемелік R _н резисторында біріктіреді. Теріс логика кезінде мұндай монтаждық бірігу, эмиттерлік бірігу деп аталатын “И” функциясын жүзеге асырады. ЭСЛ элементтерінің сұлбаларының тура шығыстарын біріктіруге екі сатыда орындалатын “И” функциясының кеңейтілуі пайда болады, яғни И элементінің кіріс саны өседі, ал терістеу шығыстарын біріктірсе “И-ИЛИ-НЕ” (сурет2) функциясы алынады. Шығысы бойынша эмиттерлік біріктіру саны өскен сайын шығыс кернеу деңгейі өзгереді, бұл ЭСЛ элементінің бөгеуіл тұрақтылығының азаюына әкеледі, әсіресе терісірек деңгейде. Практикада ыңғайлы бөгеуіл тұрақтылықпен қамтамасыз ету үшін эмиттерлік бірігулер сапасын шектейді. Ом жүктемесі кезінде 4 дейін және Ом кезінде 8 дейін. Ауысу фронтындағы эмиттерлік бірігу түйіндерінде пайда болған динамикалық бөгеуілдерді азайту мақсатында біріккен ЭСЛ элементтерін бір платада және мүмкіндігінше жақын орналастыруға кеңес беріледі. Бұдан басқа. Шығыстары эмиттерлерімен біріккен ЭСЛ элемент сигналдары плата сыртына шығуына рұқсат жоқ.