Элементы эмиттерно-связанной логики

Элементы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) строят на осно­ве переключателя тока (рис. 10.13,а). Для управления по несколь­ким входам в одно плечо переключателя параллельно включают несколько транзисторов - на рис. 1.16 это Т1 и ТЗ.

В состав логического элемента входят также два эмиттерных повторителя на транзисторах Т4 и Т5. Они обеспечивают низкое выходное сопротивление и согласование выходных логических уровней с входными уровнями, необходимыми для работы переключа­теля без режима насыщения транзисторов.

Рассмотрим работу ЭСЛ элемента. Если на обоих входах дей­ствует низкий уровень напряжения , который в соответст­вии с (10.31) обеспечивает запертое состояние транзисторов Т1 и ТЗ и открытое состояние Т2, то потенциал коллекторов Т1 и Т3 равен нулю и на первом выходе ЛЭ будет высокий уровень напря­жения

(1.5)

который определяется падением напряжения на эмиттерном пере­ходе транзистора Т4. На коллекторе транзистора Т2 напряжение (рис. 10.13, в) передается на второй выход ЛЭ:

(1.6)

При подаче хотябы на один вход высокого напряжения (10.31) общий ток переключается в левое плечо, и на выходах уровни напряжения меняются на противоположные: на первом выходе - высокий, на втором - низкий.

Из вышесказанного следует, что ЛЭ по первому выходу вы­полняет операцию ИЛИ-НЕ, по второму - ИЛИ.

Для оценки логических уровней и U° следует исходить из того, что они должны быть одинаковыми на входах и выходах элемента. Согласно выражениям (10.31) и (1.5) равенство

(1.7)

обеспечивается при . Причем наибольший логический перепад (наибольшая помехоустойчивость) получается при = . С учетом этого из (1.6) следует, что

(1.8)

Опорное напряжение . Логический перепад у ЭСЛ элемента мал, составляет около 0,8 В. Это обуславливает невысокую помехо­устойчивость, но в то же время способствует повышению быстро­действия (быстрее происходит перезаряд паразитных емкостей). Учитывая, что целевым предназначением ЭСЛ элемента является обеспечение максимального быстродействия, присущие ему низ­кая помехоустойчивость, большая потребляемая мощность и не­совместимость по логическим уровням с другими базовыми ЛЭ в ряде случаев становятся не определяющими для применения недо­статками.

Наибольшее распространение получили такие серии ИС на основе ЭСЛ, как 100, К500, К700, К1500. Их базовые ЛЭ имеют около 2нс при =25...40мВт. Перспективные элементы имеют задержки в субнаносекундном диапазоне при меньшей по­требляемой мощности.

На рис. 1.17 приведена cхема базового ЛЭ серии 500: входы ЛЭ через резисторы утечки подключены к источ­нику питания. Такое включение позволяет оставлять неисполь­зуемые входы свободными. Для ослабления влияния импульсных помех, возникающих в коллекторных цепях эмиттерных повтори­телей при работе на низкоомную нагрузку, используются две ши­ны «корпус»: одна для эмиттерных повторителей, другая для пе­реключателя тока. Причем шины делают большого сечения. Эмиттерные повторители могут нагружаться на внешние (в составе отдельной ИС) низкоомные резисторы R9, R10 и запитываться от отдельного источника . С целью уменьшения потребляемой мощности к неиспользуемым выходам внешние резисторы не под­ключаются. Опорное напряжение создается термокомпенсированной схемой (Т6, Д1, Д2, R3, R7, R8).

Как и в сериях ТТЛ, наряду с базовыми ЛЭ в состав серий ЭСЛ -включаются вспомогательные ЛЭ.