Elektronika va elektrotexnika

Ikkala mantiqiy narsani ham kiritadi. Barcha kirishlar yuqori voltajda ushlab turilganda, ko'p emitrli tranzistorning baza-emitent birikmalari teskari yo'naltirilgan bo'ladi. DTLdan farqli o'laroq, har bir kirish uchun kichik "kollektor" oqimi (taxminan 10µA) tushiriladi. Buning sababi tranzistor ichida teskari faol rejim. Rezistor orqali va ko'p emitentli tranzistorning poydevoriga musbat temir yo'ldan taxminan doimiy oqim oqadi. Ushbu oqim chiqish tranzistorining bazaviy-emitentli birikmasidan o'tadi, bu esa unga chiqish voltajini past (mantiqiy nol) o'tkazishga va tortishga imkon beradi.
Kirish mantiqiy nol. Ko'p emitentli tranzistorning baza-kollektor birikmasi va chiqish tranzistorining baza-emitent birikmasi rezistorning pastki qismi va tuproq o'rtasida ketma-ket joylashganligini unutmang. Agar bitta kirish voltaji nolga aylansa, ko'p emitrli tranzistorning mos keladigan baza-emitent birikmasi bu ikkita tutashuvga parallel bo'ladi. Hozirgi boshqarish deb ataladigan hodisa shundan iboratki, har xil chegara kuchlanishiga ega bo'lgan ikkita voltajga barqaror element .

2. 
   Shotki tranzistorlari bilan tranzistor qarshilik mantiq qurilmasini elementlari.
   

Parallel ravishda ulanganda, oqim kichikroq kuchlanish bilan yo'l orqali oqadi. Ya'ni, oqim ushbu kirishdan va nol (past) kuchlanish manbasiga oqib chiqadi. Natijada, chiqish tranzistorining tagidan hech qanday oqim o'tmaydi, bu uning o'tkazilishini to'xtatadi va chiqadigan kuchlanish yuqori bo'ladi (mantiqiy). O'tish paytida kirish tranzistor qisqa vaqt ichida uning faol hududida bo'ladi; shuning uchun u katta tranzistorni chiqish tranzistorining poydevoridan uzoqlashtiradi va shu bilan uning bazasini tezda bo'shatadi. Bu DTLga nisbatan TTLning muhim afzalligi, bu diodli kirish tuzilishi bo'yicha o'tishni tezlashtiradi. Oddiy chiqish bosqichiga ega TTL ning asosiy kamchiligi - bu chiqish mantig'ining "1" da chiqish qarshiligi nisbatan yuqori bo'lib, u chiqish kollektorining qarshiligi bilan to'liq aniqlanadi. U ulanadigan kirish sonini cheklaydi ( fanat). Oddiy chiqish bosqichining ba'zi bir afzalliklari yuqori kuchlanish darajasidir (Vgacha) chiqish yuklanmaganida chiqish mantiqiy "1". Umumiy o'zgarish chiqish tranzistorining kollektor qarshiligini qoldirib, ochiq kollektor chiqish. Bu dizaynerga bir nechta mantiq eshiklarining ochiq kollektorli chiqishlarini bir-biriga bog'lab, bitta tashqi ko'rinishni ta'minlash orqali mantiqni ishlab chiqarishga imkon beradi. tortishish qarshiligi. Agar mantiqiy eshiklarning birortasi mantiqiy darajaga tushib qolsa (tranzistor o'tkazuvchanligi), birlashtirilgan chiqish past bo'ladi. Ushbu turdagi eshiklarga misollar 7401 va 7403 seriyali. Ba'zi eshiklarning ochiq kollektorli chiqishlari maksimal voltajga ega, masalan, 7426 uchun 15 V, TTL yuklaridan tashqari haydashda foydalidir. Mantiqiy elementlarning asosiy turlari Tranzistor-tranzistorli mantiqiy element (TTM) ni boshqa turdagi MElardan farqlovchi jihati shundan iboratki, uning kirish zanjirida ko’p emitterli tranzistor ulangan bo’ladi. Eng sodda ko’rinishdagi TTM ning prinsipial sxemasi 10-rasmda keltirilgan. Ko’p emitterli tranzistorning baza zanjiriga R1 qarshilik, chiqishdagi invertor vazifasini bajaruvchi T2 tranzistorning kollektor zanjiriga esa, R2 qarshilik ulangan. Ko’p emitterli tranzistor T1 kirishlardagi A va B mantiqiy o’zgaruvchilar ustida mantiqiy ko’paytirish ya’ni, ―VA‖ amalini bajaradi. MEning chiqishida T2 tranzistor vositasida ―VA-EMAS‖ funksiyasi amalga oshiriladi. Tranzistor – tranzistorli MEning prisipial sxemasi. Odatda TTME lar KIS larda ishlatiladi. Ko’pchilik hollarda TTM ning shovqinga chidamliligi, yuklama qobiliyati va tezkorligini yaxshilash maqsadida murakkab invertor ishlatiladi. Murakkab invertorli TTM ning prinsipial sxemasi 11-rasmda keltirilgan. Bu holda ham kirishdagi T1 tranzistor va R1 qarshilik ―VA‖ amalini amalga oshirishda ishtirok etadi. Qolgan rezistorlar va tranzistorlar murakkab invertorni tashkil etadi. Murakkab invertorli TTMlar odatda kichik va o’rtacha integratsiya darajasidagi IMSlarda ishlatiladi, chunki murakkab invertor ishlatilganda tranzistorlar soni ko’p bo’lganligi uchun ME kristalda katta sathni egallaydi, shu bilan birga quvvat sarfi oshadi. TTMElarning tezkorligini oshirish maqsadida Shottki diodi asosidagi tranzistorlardan foydalaniladi.



3-rasm
Buning natijasida TTMEning tezkorligini 1-2ns gacha, quvvat sarfini esa 20 mvt10 ga yetkazish mumkin. Murakkab invertorli tranzistor – tranzistorli MEning prisipial sxemasi. Emitter bog’lanishli ME (EBME)ning o’ziga xos xususiyati shundan iboratki, unda tok qayta ulagichi ishlatiladi. Sodda ko’rinishdagi EBMEning prinsipial sxemasi keltirilgan.. Emitter bog’lanishli MEning prisipial sxemasi. ME ning tarkibiga kiruvchi tranzistorlar bir nuqtada ya’ni, emitterda birlashtirilganligi sababli bunday elementlar emitter bog’lanishli ME lar deb ataladi. ME ning 1-chiqishida kirish o’zgaruvchilari ustida «YOKI-EMAS» (F1= A+B), 2-chiqishida esa, «YOKI» (F2=A+B) amali bajariladi. EBME dagi tok qayta ulagichining tranzistorlari aktiv rejimda ishlaydi. Ularning to’yinish rejimida ishlamasligi EBME larning tezkorligi TTME larnikidan yuqoriroq bo’lishini ta’minlaydi. EBME larning quyi signalli, emitter takrorlagichli va boshqa turlari mavjud bo’lib, ular quyi va o’rta integratsiya darajasidagi o’ta tezkor raqamli mikrosxemalarda ishlatiladi. Istemol quvvatining Po’r= 10-20 mvt qiymatlarida EBME larda signalning kechikish vaqti uchun tkech = 0.5-1 ns qiymatga erishish mumkin. EBME larda mantiqiy tushuv kichik (0.3-0.5v) bo’ladi. Shuning uchun ularning shovqinda chidamliligi past. Yuklama qobiliyati 5 4 n ga teng. EBME larning tezkorligini oshirish uchun p-n o’tishlar to’siq (bar’yer) sig’imlarini, o’tkazgichlarning zararli sig’imini, baza qarshiligini va boshqa qarshiliklarini kamaytirish kerak. Integral injeksiyaviy (I2ME) (yoki injeksiyaviy ta’minotli) - maxsus KIS lar uchun ishlab chiqilgan bo’lib, ularda elektr iste’moli injektordan muvozanatda bo’lmagan zaryad tashuvchilar injeksiyalanishi vositasida amalga oshiriladi. Injektor vazifasini maxsus p-n o’tish o’taydi. Shuning uchun ular ba’zan injeksiyaviy ta’minotli ME ham deyiladi. Integral injeksiyaviy mantiqiy elementlarda n-p-n, p-n-p turdagi murakkab ko’p kollektorli tranzistorlar ishlatiladi. Shu sababli bunday ME larning ishlash tamoyilini ekvivalent sxema vositasida tahlil qilish qulay. I 2 ME ulanishiga qarab turli mantiqiy funksiyalarni amalga oshirishi mumkin: Turli ulanishdagi integral injeksiyaviy ME larning ekvivalent sxemalari. I 2ME lar bipolyar tranzistorlar asosidagi boshqa ME lardan ixchamligi va quvvat sarfining kamligi bilan ajralib turadi. Lekin shu bilan birga ularning tezkorligi va shovqinga chidamliligi past. Shuning uchun ular odatda yuqori tezkorlik talab etilmaydigan raqamli KIS va O’KIS larda qo’llaniladi. Shotki tranzistorli ME (ShTM) lar ham I 2ME lar kabi bir kirishli va o’zaro izolyatsiyalangan bir necha chiqishli invertor vazifasini bajaradi. Bunday turdagi ME larda tezkorlikni oshirish va qayta ulanish ishi qiymatini kamaytirish maqsadida shotki diodlari va shotki tranzistorlaridan foydalaniladi. 3-rasmda ShTME ining ekvivalent sxemasi keltirilgan. Shottki tranzistorli MElarning ekvivalent sxemasi. ShTME larning asosiy kamchiligi yasash texnologiyasining murakkabligi bilan bog’liq, chunki ularda to’g’ri kuchlanishlarining qiymati turlicha bo’lgan ikki turdagi diodlar ishatiladi. Xulosa o’rnida shuni qayd etish lozimki, yarim o’tkazgichli integral mikrosxemalarni loyihalashda duch kelinadigan muammolar ichida hal qilinishi qiyin bo’lgan asosiy masala shundan iboratki, alohida yarim o’tkazgich qatlamda yaratilishi kerak bo’lgan turli elementlarning loyiha – texnologiyaviy jihatdan o’zaro mutanosibligini ta’minlash zarur bo’ladi. Ana shu nuqtai nazardan bipolyar hamda MDYa texnologiya asosidagi elementlarni bitta kristalda shakllantirishning iloji yo’q. Chunki, masalan, bipolyar tranzistorni yasashda boshqa, MDYa tranzistorlarni yasashda esa, boshqa texnologiyaviy jarayonlarni amalga oshirish talab etiladi. Bundan tashqari, yarim o’tkazgich taglik materialining elektrofizikaviy parametrlari bir yo’la har ikkala texnologiya asosidagi elementlar uchun qoniqarli bo’lmasligi mumkin. Ushbu uslubiy qo’llanmada bipolyar tranzistorlar asosidagi IMS lar to’g’risida qisqacha ma’lumot berildi.
"Totem-qutb" chiqish bosqichi bilan TTL.
4-rasm.
"Totem-qutb" chiqish bosqichiga ega standart TTL NAND, 7400 yilda to'rttadan biri Oddiy chiqish bosqichining yuqori chiqish qarshiligi bilan bog'liq muammoni hal qilish uchun ikkinchi sxema bunga "totem-qutb" (") qo'shadisurish-tortish") chiqish. U ikkita n-p-n tranzistor V dan iborat₃ va V₄, "ko'taruvchi" diod V₅ va oqimni cheklovchi qarshilik R₃ (o'ngdagi rasmga qarang). U xuddi shu narsani qo'llash orqali boshqariladi joriy boshqaruv yuqoridagi kabi g'oya. Qachon V₂ "o'chirilgan", V₄ shuningdek "o'chirilgan" va V₃ sifatida faol mintaqada ishlaydi kuchlanish izdoshi yuqori chiqish kuchlanishini ishlab chiqarish (mantiqiy "1"). Qachon V₂ "yoqilgan" bo'lsa, u V ni faollashtiradi₄, past kuchlanishni (mantiqiy "0") chiqishga haydash. Shunga qaramay, joriy boshqaruv effekti mavjud: V ning ketma-ket kombinatsiyasi₂C-E birikmasi va V₄B-E birikmasi V qatoriga parallel₃ B-E, V₅anod-katod birikmasi va V₄ FZR Ikkinchi seriyali kombinatsiya yuqori pol kuchlanishiga ega, shuning uchun u orqali oqim o'tmaydi, ya'ni V₃ asosiy oqim yo'q. Transistor V₃ "o'chadi" va u chiqishga ta'sir qilmaydi. O'tishning o'rtasida qarshilik R₃ to'g'ridan-to'g'ri ketma-ket ulangan tranzistor V orqali o'tadigan oqimni cheklaydi₃, diod V₅ va tranzistor V₄ bularning barchasi dirijyorlik qilmoqda. Bundan tashqari, chiqish mantiqiy "1" va erga qisqa ulanish holatlarida chiqish oqimini cheklaydi. Darvozaning kuchi tortishish va tushirish rezistorlarini chiqish bosqichidan chiqarib, quvvat sarfiga mutanosib ta'sir qilmasdan oshirilishi mumkin."Totem-qutb" chiqish bosqichiga ega TTLning asosiy afzalligi "1" chiqish mantig'ida chiqish qarshiligining pastligi. U yuqori chiqish tranzistor V bilan belgilanadi₃ sifatida faol mintaqada faoliyat ko'rsatmoqda emitent izdoshi. Qarshilik R₃ u V ga ulanganligi sababli chiqish qarshiligini oshirmaydi₃ kollektor va uning ta'siri salbiy teskari aloqa bilan qoplanadi. "Totem-qutb" chiqish bosqichining kamchiliklari "1" chiqish mantiqiy (hatto yuk tushirilgan bo'lsa ham) kuchlanish darajasining pasayishi (3,5 V dan ko'p bo'lmagan). Ushbu pasayishning sababi kuchlanishning V ga tushishi₃ baza-emitent va V₅ anod-katod birikmalari.
Interfeys mulohazalari
DTL singari, TTL ham mantiqiy oqim chunki ularni mantiqiy 0 kuchlanish darajasiga etkazish uchun tokni tortish kerak. Haydash bosqichi standart TTL kirishidan 1,6 mA gacha yutishi kerak, shu bilan birga kuchlanish 0,4 voltsdan oshishiga yo'l qo'ymaydi. Eng keng tarqalgan TTL eshiklarining chiqish bosqichi 10 ta standart kirish bosqichida (10 ta fanat) haydashda to'g'ri ishlashi uchun ko'rsatilgan. TTL yozuvlari ba'zida mantiqiy "1" ni ta'minlash uchun suzuvchi holda qoldiriladi, ammo ulardan foydalanish tavsiya etilmaydi. Standart TTL davrlari 5- bilan ishlaydi quvvatlantirish manbai. TTL kirish signali yer terminaliga nisbatan 0 V dan 0,8 V gacha bo'lganida "past", 2 V va V orasida esa "yuqori" deb belgilanadi._CC (5 V), va agar TTL eshigining kirish qismiga 0,8 V dan 2,0 V gacha bo'lgan kuchlanish signali yuborilsa, darvozadan hech qanday javob yo'q va shuning uchun u "noaniq" hisoblanadi (aniq mantiqiy darajalar pastki turlar orasida bir oz farq qiladi va harorat). TTL chiqishi odatda "past" va 2,4 V va V oralig'ida 0,0 V dan 0,4 V gacha bo'lgan tor chegaralar bilan cheklangan._CC kamida 0,4 V kuchlanishni ta'minlaydigan "yuqori" uchun shovqin immuniteti. TTL darajalarini standartlashtirish shunchalik keng tarqalganki, murakkab elektron platalarda ko'pincha mavjudligi va tannarxi uchun tanlangan turli xil ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqarilgan TTL chiplari mavjud bo'lib, ularning muvofiqligi ta'minlanadi. Har xil ketma-ket kunlar yoki haftalar davomida bir xil yig'ish liniyasidan tashqarida bo'lgan ikkita elektron plataning birligi taxtada bir xil pozitsiyalarda chiplarning turli xil aralashmasiga ega bo'lishi mumkin; original komponentlardan bir necha yil o'tgach ishlab chiqarilgan chiplar yordamida ta'mirlash mumkin. Muvaffaqiyatli keng chegaralarda mantiq eshiklari elektr cheklovlaridan xavotirlanmasdan ideal mantiqiy qurilmalar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. 0,4V shovqin chegaralari etarli, chunki haydovchi bosqichining chiqish empedansi past bo'ladi, ya'ni kirishni aniqlanmagan hududga haydash uchun chiqindiga ko'p miqdordagi shovqin kuchi kerak bo'ladi.
Ba'zi hollarda (masalan, TTL mantiqiy eshigi chiqishi CMOS eshigi kirishini boshqarish uchun kerak bo'lganda), "1" chiqish mantig'ida "totem-qutb" chiqish bosqichining kuchlanish darajasi yaqinlashtirilishi mumkin V ga_CC tashqi qarshilikni V o'rtasida ulash orqali₃ kollektor va ijobiy temir yo'l. Bu tortadi V₅ katod va diodni kesib tashlash. Biroq, ushbu usul aslida "totem-qutb" chiqishini yuqori darajadagi (tashqi qarshilik bilan belgilanadigan) haydashda sezilarli chiqish qarshiligiga ega bo'lgan oddiy chiqish bosqichiga aylantiradi.