Тлэс-ттл преобразователь

пщ 617944 ОП ИСАЙ ИВ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 05.01;77 (21) 2438047/18-21 заявкирисоединени сударственныи комите 1(45) Дата опубликования описания 25,07.78 света Министров СССпо делам изобретений(54) ТЛЭС - ТТЛ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в интегральных схемах в качестве согласующего устройства между схемами транзисторной логики с эмиттер ной связью (ТЛЭС) и транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), а также в качестве усилителей воспроизведения для запоминающих устройств.Известны дифференциальные усилители, выполненные на транзисторах 1. Однако известные устройства не обеспечивают выполнения совокупности требуемых параметров, таких как быстродействие, малая потребляемая мощность, стабильность характеристик в диапазоне температур окружающей среды и напряжений питания.Известен ТЛЭС - ТТЛ-преобразователь 2, содержащий входной каскад, выполненный в виде дифференциального усилителя на двух транзисторах с эмиттерной связью и выходной каскад ТТЛ-типа, Перепад уровней напряжения формируется на коллекторной нагрузке второго транзистора дифференциального усилителя, ограничение насыщения которого обеспечивается третьим транзистором. Коллектор второго транзистора дифференциального усилителя подключен к базе четвертого транзистора, эмиттер которого через последовательно соединенные три диода и два резистора подключен к общей шине, Выходной каскад представляет собой двухтактную схему из пары транзисторов, на базах которых вход ной сигнал формирует противоположные познаку напряжения, т. е. в любой момент времени во включенном состоянии может находиться один из этих транзисторов, а между эмиттером одного из этих транзи сторов и коллектором другого подключается выход устройства.Известный преобразователь обеспечиваетвысокое быстродействие при преобразовании сигналов ТЛЭС довольно малой вели чины в ТТЛ-сигналы большой амплитуды.Недостатком известного устройства является зависимость в высокой степени выходного напряжения и потребляемого тока от напряжения источника питания, поскольку 0 напряжение на коллекторе второго транзистора дифференциального усилителя следит за напряжением источника питания.Кроме того, примененная в выходном каскаде устройства двухтактная схема исклю чает при построении систем на его основереализацию логической функции монтажное ИЛИ, что затрудняет, в частности, построение субсистем памяти.Целью изобретения является увеличение 0 стабильности характеристик при сохране.нии высокого быстродействия, а также расширение функциональных возможностей ТЛЭС - ТТЛ-преобразователя.Для достижения поставленной цели в ТЛЭС - ТТЛ-преобразователь введены пятый транзистор в первую цепь, коллектор которого подключен к базе третьего транзистора, база - к катоду второго из двух последовательно соединенных диодов этой цепи, эмиттер к коллектору четвертого транзистора, и вторая цепь, аналогичная первой с дополнительно введенным пятым транзистором, причем база третьего транзистора второй цепи подключена к коллектору первого транзистора дифференциального усилителя, а коллектор четвертого транзистора и эмиттер пятого транзистора подключены к базе четвертого транзистора первой цепи.На чертеже -представлена электрическая принципиальная схема ТЛЭС - ТТЛ-преобразователя.Преобразователь содержит дифференциальный усилитель, состоящий из двух транзисторов 1 и 2, эмиттеры которых соединены между собой и через резистор 3 - с общей шиной 4, коллекторы подключены к плюсовой шине 5 через резисторы 6 и 7 соответственно, база транзистора 1 подключена ко входу 8 устройства, а база транзистора 2 - к шине опорного напряжения 9, и две аналогичные цепи, первую 10 и вторую 11, каждая из которых состоит из транзисторов 12, 13 и 14, причем коллектор транзистора 12 подключен к плюсовой шине 5, база транзистора 12 первой цепи 10 подключена к коллектору транзистора 2 дифференциального усилителя, база транзистора 12 второй цепи 11 подключена к коллектору транзистора 1 дифференциального усилителя, а эмиттер транзистора 12 через последовательно соединенные диод 15, диод 16, резистор 17 и резистор 18 подключен к общей шине 4. Коллектор транзистора 13 подключен к базе транзистора 12, база - к катоду диода 16, а эмиттер подключен к коллектору транзистора 14, эмиттер которого подключен к общей шине 4, а база через резистор 18 - к общей шине 4, кроме того, коллектор транзистора 14 первой цепи 10 подключен к выходу 19 устройства, а базе - к коллектору транзистора 14 второй цепи 11.ТЛЭС - ТТЛ-преобразователь работает следующим образом.ТЛЭС-сигнал поступает на вход 8 преобразователя и создает на базе транзистора 1 перепад напряжения й 0,4 В относительно напряжения на базе транзистора 2, подключенной к шине опорного напряжения 9. Предположим, что входной сигнал по напряжению превышает опорное напряжение шины 9.В этом случае транзистор 1 будет открыт, а транзистор 2 закрыт, так как на рези 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4шторе 3 током, протекающим через транзистор 1, создается падение напряжения, смещающее переход эмиттер - база транзистора 2 в обратном направлении, Тогда напря. жение плюсовой шины 5 через резистор 7 поступает на базу транзистора 12 первой цепи 10, транзистор 12 включается, и его эмиттерный ток протекает через цепь, состоящую из диодов 15, 16 и резисторов 17, 18. Напряжение на резисторе 18 открывает транзистор 14, коллектор которого подключен к выходу 19.Степень насьпцения выходного транзистора 14 ограничивается с помощью транзистора 13, так как при описанном включении потенциал коллектора транзистора 14 относительно нулевого потенциала общей шины 4 примерно равен величине падения напряжения на резисторе 17.Как было отмечено выше, транзистор 1 открыт и потенциал его коллектора относительно нулевого потенциала общей шины 4 ниже напряжения плюсовой шины 5 на величину падения напряжения на резисторе 6, которое можно сделать таким, что транзистор 12 второй цепи 11 будет закрыт, так как его эмиттер соединен с общей шиной 4 через нелинейные элементы, диоды 15, 16 и резисторы 17, 18. Тогда будут закрыты и транзисторы 13, 14 второй цепи 11.При переключении устройства в противоположное состояние сигнал на входе 8 снижается и база транзистора 1 оказывается под потенциалом, меньшим, чем база транзистора 2. Транзистор 2 открывается, а транзистор 1 закрывается. Это переключение происходит очень быстро, так как оба транзистора 1 и 2 работают в активном режиме. Тогда потенциал коллектора транзистора 2 становится ниже напряжения плюсовой шины 5 на величину падения напряжения на резисторе 7, Вследствие этого транзистор 12 первой цепи 10 закрыт, а значит, закрываются и транзисторы 13, 14 этой цепи. В то же время включается транзистор 12 второй цепи 11, а значит, и транзисторы 13, 14 этой цепи, при этом включение транзистора 14 второй цепи 11 ускоряет выключение транзистора 14 первой цепи 10, что приводит к быстрому переключению напряжения выхода с низкого уровня на высокий. Транзистор 13 второй цепи 11 ограничивает степень насыщения транзистора 14 и ускоряет его выключение при переключении устройства в первоначальное состояние, при котором транзистор 14 первой цепи 10 открыт,Таким образом, при подключении вышеописанных двух аналогичных цепей к дифференциальному усилителю обеспечивается уменьшение зависимости выходного напряжения логического нуля и тока потребления от напряжения источника питания при сохранении высокого быстродействия, а также обеспечивается возможность реа617844 Составитель Л. ПетроваРедактор В. Левятов Техред Н. Рыбкина Корректор Е, Хмелев каз 1456(15 Изд.559 НПО Государственного комитета Со по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушсТираж 1087ета Министрооткрытийая наб., д. 4/ одписное ТипограФия, пр. Сапунова, 2 Л 11 зации логической функции амоитажиое ИЛИ, т. е. данный ТЛЭС - ТТЛ-преобразователь отличается стабильностью характеристик при изменении напряжения источника питания, высоким быстродействи ем и более широкими функциональными возможностями. Формула изобретенияТЛЭС - ТТЛ-преобразователь, содержа щий дифференциальный усилитель, состоящий из первого и второго транзисторов, эмиттеры которых соединены между собой и подключены через резистор к общей шине, коллектор каждого транзистора подключен 15 через резистор к плюсовой шине, база первого транзистора подключена ко входу устройства, а база второго - к шине опорного напряжения, и первую цепь, состоящую из третьего транзистора, коллектор кото рого подключен к плюсовой шине, база - к коллектору второго транзистора дифференциального усилителя, а эмиттер через последовательно соединенные два диода и два резистора - к общей шине, и четверто го транзистора, коллектор которого подключен к выходу устройства, база через один из двух последовательно соединенных резисторов этой цепи - к общей шине, эмиттер также - к общей шине, о тл и ч ающийся тем, что, с целью увеличения стабильности характеристик при сохранении высокого быстродействия, а также расширения функциональных возможностей, в него введены пятый транзистор в первую цепь, коллектор которого подключен к базе третьего транзистора, база - к катоду второго из двух последовательно соединенных диодов этой цепи, эмиттер - к коллектору четвертого транзистора, и вторая цепь, аналогичная первой с дополнительно введенным пятым транзистором, причем база третьего транзистора второй цепи подключена к коллектору первого транзистора дифференциального усилителя, а коллектор четвертого транзистора и эмиттер пятого транзистора подключены к базе четвертого транзистора первой цепи,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Франции2258049, кл. НОЗР, 1975.2. Патент США 3766406, кл. 307 - 203, 1976.