Вопрос 2. Основной базового элемента ЭСЛ составляет переключатель тока, который выполнен по схеме дифференциального каскада работающего в режиме большого сигнала

Основной базового элемента ЭСЛ составляет переключатель тока, который выполнен по схеме дифференциального каскада работающего в режиме большого сигнала. Этот режим характеризуется тем, что если в одном плече переключатель тока транзистора открыт, то в другом – закрыт. В отличие от элементов ТТЛ открытые транзисторы работают в активном режиме (не входя в насыщение). Это сводит к минимуму задержку переключения из 0 в 1, так в Б не накапливается избыточный заряд неосновных носителей, а значит отсутствуют потери времени на его рассасывание. Выходными каскадами элемента ЭСЛ являются эмиттерные повторители, повышающие его нагрузочную способность и быстродействие.

2.1. Упрощенная схема элементов ЭСЛ

(Без голубого)

В состав схемы входят переключатель тока на транзисторах VT1-3, R1-3 и два эмиттерных повторителя на VT4, R4 и VT5, R5. Причём R1=R2, R4=R5. Питание схемы осуществляет от источника питания Uп=-5,2 В. Уровень 1 -0,9В, 0 -1,7В. Логический перепад 0,8В, и напряжение опорное Uоп = -1,3В (средние между напряжением 1 и 0).

Открытые БТ работают в активном режиме (не входя в насыщение), что увеличивает быстродействие ЛЭ.

Принцип действия:

Переключатель тока состоит из двух плеч с раздельными резисторами коллекторной нагрузки R1,R2 и общим резистором R3. НА базе транзисторов VТ1 и VТ3 левого плеча подаются входные сигналы х1 и х2. К базе транзистора VT2 правого плеча подключено напряжение питания. В зависимости от уровня входных напряжений относительно опорного напряжения ток протекает через транзисторы VT1 или VT3 либо через VT2. Выходные напряжения снимаются с эмиттеров VT4, VT5.

Если на обоих входах действует напряжение низкого уровня (меньше опорного), то транзисторы VT1, VT3 и ток протекает через открытый транзистор VT2 (активный режим), а VT4, VT5 всегда работают в активном режиме. На выходах 1 = -Iб4R1 – Uбэ4 = -0,2 – 0,7 = -0,9 В = U¹ 2 =(αI0 + Iб5)R2 – Uбэ5 = -1В-0Б7= -1,7 В = U⁰

На одном или обоих входах высокий уровень. VT1 и (или) VT3) в активном режиме, VT2 закрыт.

На 1 – низкий уровень, 2 – высокий уровень.

Проанализировав работу, можем сказать, что за логическая операция выполняется: Логическая операция ИЛИ/ИЛИ-НЕ

Y1=

Базовый элемент ЭСЛ серий 100 и 500

Он имеет дополнительные схематические особенности. Логический перепад 0,8 В, что свидетельствует о невысокой помехоустойчивости элементов ЭСЛ. Так же они отличаются большой потребляемой мощностью (так как в любом их состоянии открыт хотя бы один из транзисторов переключателя тока, а транзисторы эмиттерных повторителей всегда открыты). Кроме того, элементы ЭСЛ по своим уровням высокого и низкого напряжения не совместимы с другими типами ЛЭ. Мощность свыше 25 мВт

Однако они имеют высокое быстродействие (до 2 нс).

Вывод: имеют минимальную задержку распространения и применяют в быстродействующих ЛЭ

21022012 Лекция 4