Электронные ключи Особенности схемотехники РТЛ и ДТЛ (стр. 2 из 2)

–средняя продолжительность жизни неосновных носителей в области базы.

Объёмный заряд

соответствует некоторому току коллектора насыщения . Для уменьшения времени включения транзистора необходимо увеличить входной ток

–напряжение закрытого транзистора;

–ток базы логической единицы.

, где – граничная частота усиления транзистора ( ).

При выключении транзистора

.

1.4 Способы увеличения быстродействия ключа на биполярном транзисторе

Основным недостатком насыщенного ключа является относительно низкое его быстродействие, обусловленное рассасыванием избыточного заряда в базе VT. Для повышения быстродействия необходимо строить схемы ненасыщенных ключей. Приведём примеры.

1.Использование ускоряющей ёмкости.

Оптимальная форма тока базы для улучшения формы выходного импульса должна иметь следующий вид:

Для получения тока такой формы используется форсирующая (уско-ряющая) ёмкость:

Назначение форсирующей ёмкости состоит в том, чтобы временно увеличить отпирающий ток базы

и обратный ток на время переходных процессов, когда формируется и .

В момент времени

при отпирании ключа и формировании имеем:

,

т.к. высокочастотная составляющая входного сигнала проходит через

, шунтируя при этом резистор .

В момент времени

при формировании имеем:

,

т.к. ёмкость

оказывает существенное реактивное сопротивление низкочастотным составляющим входного сигнала, который, проходя по цепи уменьшает ток базы.

В момент времени

запирающий ток базы формируется аналогично току , когда во входную цепь поступают низкочастотные составляющие, формирующие .

2.Использование внешнего фиксирующего источника напряжения.

Внешнее смещение можно осуществить по цепи базы или коллектора. В этом случае

выбирается таковым, чтобы .

3.Использование отрицательной обратной связи.

В этой схеме входной базовый ток ограничивается на уровне тока базы насыщения, а избыток базового тока отводится через открытый диод VD в коллекторную цепь транзистора. В этой схеме транзистор не входит в режим насыщения.

2 Серии логических элементов

Исторически развитие импульсной и цифровой техники прошло несколько этапов, разработка основных типов логики:

1.РТЛ – резисторно-транзисторная логика.

2.ДТЛ – диодно-транзисторная логика.

3.ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика.

4.ТТЛШ - транзисторно-транзисторная логика с диодами Шотки.

5.ЭЛС – эмиттерно-связанная логика.

6.МОП (МДП) – логика на униполярных транзисторах с каналами проводимости p- и n-типов.

7. КМОП (КМДП) – логика на основе униполярных транзисторов с использованием дополняющих комплементарных транзисторов.

8.

– инжекционная интегральная логика.

Цифровые интегральные микросхемы выпускаются сериями. Внутри каждой серии имеются объединённые по функциональному признаку группы устройств, имеющие единое конструкторско-технологическое исполнение. Основой каждой серии ИМС является базовый логический элемент.

3 Особенности схемотехники РТЛ

Базовый логический элемент РТЛ представлен на рис., он функционирует согласно логическому выражению:

, где и - соответственно входные и выходные сигналы.

Достоинство этой схемы: использование только двух видов элементов (резисторов и транзисторов). Недостатки схемы: использование двух источников питания, малая нагрузочная способность по выходу, малое быстродействие.

Существует другая разновидность этой схемы, обладающая повышенной нагрузочной способностью.

4 Особенности схемотехники ДТЛ

Базовая схема ДТЛ показана на рис. 4.3.

Рис. 4.3.

Диоды

выполняют логическую операцию И, диоды и являются смещающими и устанавливают совместно с необходимый порог срабатывания транзистора VT, который выполняет функции ключа-инвертора.

Если на диоды

поданы высокие уровни , то диоды будут закрыты, а транзистор VT открыт положительным потенциалом , на выходе схемы - (лог. 0). Если хотя бы на один из входов поступает напряжение низкого уровня , то соответствующий диод будет открыт. Положительный потенциал базы VT уменьшается на величину и транзистор VT закрывается, на выходе схемы будет напряжение (лог. 1).

Схема ДТЛ (рис. 3) выполняет логическую функцию nИ-НЕ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Достанко А.П., Пикуль М.И., Хмыль А.А. Технология производства ЭВМ. Учеб. Мн.: Вышэйшая школа, 2004.

2. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования технологии и надежности РЭС. Учеб. М.: Радио и связь, 2001.

3. Глудкин О.П. Методы и устройства испытаний РЭС и ЭВС. Учеб. М.: Высш. шк., 2001.

4. Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства: Учебник А.П. Достанко, В.Л. Ланин, А.А. Хмыль, Л.П. Ануфриев. Мн.: Выш. шк., 2002.