Ттл-вентиль

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБРИК 410 51)4 Н 0 К 19 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВ лектронно енко,198 7 госудАРственный комитет сссРПО ДЕРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобретение относится к областиимпульсной техники, может быть использовано при построении выходныхкаскадов различных цифровых ИС. Цельизобретения - повышение быстродействия - достигается путем снижения межкаскадных задержек распространениясигнала. устройство содержит транзисторы 2, 4, 5, 8, 10, 13, резисторы3, 6, 9, 14, 15. Для достижения поставленной цели в устройство введенытранзисторы 17-26, резисторы 27-31,диод 32, 1 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике. и может быть использовано припостроении вьходных каскадов различных цифровых ИС,Целью изобретения является повышение быстродействия путем снижениямежкаскадных задержек распространениясигнала.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема ТТЛ-вентиля.ТТЛ-вентиль содержит первую входную шину 1, первый транзистор 2,эмиттер которого соединен с первым выводом первого резистора 3, база второго 15транзистора 4 соединена коллекторомтретьего транзистора 5 и через второйрезистор 6 с шиной 7 питания, эмиттертретьего транзистора 5 соединен сбазой четвертого транзистора 8 и через третий резистор 9 с базой пятоготранзистора 10, эмиттер которого соединен с общей шиной 11 и эмиттеромчетвертого транзистора 8, коллекторкоторого соединен с выходной шиной12, эмиттером шестого транзистора 13и первым выводом четвертого резистора 14, второй вывод которого соединенс базой шестого транзистора 13 иэмиттером второго транзистора 4, коллекторы которых соединены через пятый резистор 15 с шиной 7 питания,вторую входную шину 16, седьмой -шестнадцатый транзисторы 17-26, шестой - десятый резисторы 27-31, диод 3532, первая входная шина 1 соединена.с базой первого транзистора 2, вторая входная шина 16 соединена с базой седьмого транзистора 17, эмиттеркоторого через шестой резистор 2 40соединен с коллектором восьмого транзистора 18, база которого через девятый резистор 30 соединена с базойдевятого транзистора 19, коллекторкоторого соединен с базами восьмого.18 и десятого 20 транзисторов и сэмиттером одиннадцатого транзистора21, база которого соединена с коллектором восьмого транзистора 18, эмиттер двенадцатого транзистора соединен с эмиттером третьего транзистора5, база которого соединена с коллекторомтринадцатого транзистора 23,коллектором десятого транзистора 20и через последовательно соединенныецесятый 31 и первый 3 резисторы сэмиттером первого транзистора 2 и с.коллектором двенадцатого транзистора 22, общая точка соединения первого 3 и десятого 31 резисторов соединена с базой тринадцатого транзистора 23, эмиттер которого соединен с коллектором третьего транзистора 5, эмиттер которого соединен с коллектором пятого транзистора 10, эмиттер седьмого транзистора 17 соединен с эмиттером и коллектором четырнадцатого транзистора 24, база которого через третий резистор 9 соединена с коллектором пятнадцатого транзистора 25 и базой четвертого транзистора 8, коллектор которого соединен с эмиттером пятнадцатого транзистооа 25, база которого соединена с первыми выводами седьмого 28 и восьмого 29 резисторов, вторые выводы которых соединень 1 соответственно с коллектором восьмого транзистора 18, анодом диода 32 и базой восьмого транзисто ра 18, катод диода 32 соединен с базой двенадцатого транзистора 22, база девятого транзистора 19 соединена с базой шестнадцатого транзистора 26, эмиттер и коллектор которого соединены с эмиттером первого транзистора 2, коллекторы первого 2, седьмого 1 и одиннадцатого 21 транзисторов соединены с шиной 7 питания, эмиттеры восьмого - десятого транзисторов 18-20 соединены с общей шиной 11.Устройство работает следующим образом.В состоянии "1" на шине 1 ГО" на шине 16) выходной 8 и фазорасщепи-тельный 5 транзисторы открыты но не входят в насыщение за счет фиксациипотенциалов их коллекторов транзисторами 25 и 23,Выходной 8 и фазорасщепительный5 транзисторы находятся в режиме,близком к нормальному активному - смалыми токами базы, которые многоменьше токов, задаваемых на их входыи протекающих через шунтирующие элементы из их базовой цепи в коллекторную, В первом элементе ускорениятранзистор 21 открыт, находится внормальном активном режиме и потребляет не:,:оторый,минимальный ток, многоменьший тока эмиттера фазорасщепительного транзистора. Это достигаетсясоответствующим выбором номиналарезистора 23 и минимизацией площадитранзистора 21, В аналогичном режимеработает и транзистор 27 третьего3 132410 элемента ускорения. Во входном каскаде вход токового зеркала подключен к инверсному входу 20, В соответствии с уровнем 0 на данном входе в рассматриваемом состоянии в токовом зер кале ток имеет минимальное значение (больше нуля, поскольку токовое зеркало полностью не выключается), минимальная часть тока ответвляется в выходной транзистор 15 токового зер кала, большая часть тока поступает в базу фазорасщепительного транзистора 5.В состоянии "0" на шине 1 ("1" на шине 16) фазорасщепительный 5 и вы ходной 8 транзисторы заперты. Высокий потенциал коллектора запертого фазорасщепительного транзистора 5 задает через выходной эмиттерный повторитель выходной уровень "1". 20Выходной, ток токового зеркала увеличивает при этом логический перепад на базе фазорасщепительного транзистора 5 за счет падения напряжения на резисторе 31. 25В динамическом режиме при переключении из состояния "1" в "О" на шине 1 (соответственно из "0" в "1" на шине 16) запираются фаэорасщепительный 5 и выходной 8 транзисторы. Для ускорения их выключения при управлении по базе требуется увеличение токов, вытекающих из их баз, Для выключения фазорасщепительного транзистора 5 такой ток обеспечивается за счет включения токового зеркала входного каскада, Отрицательный фронт импульса, передаваемый через емкостный элемент на транзисторе 26 на базу транзистора 19, создает для него запирающий 40 импульс. Соответственно, импульсно увеличивается ток, втекающий в базу выходного транзистора 20 токового зеркала из эмиттера транзистора 21. Положительный фронт, передаваемый 45 эмиттерным повторителем на транзисто" ре 17 через емкостной элемент 24 на базу транзистора 10, . формирует в нем импульс тока, вытекающего из базы выходного. транзистора 30 и втекающе го в коллектор транзистора 19.При переключении иэ состояния "0" в "1" на шине 1 (из "1" в "О" на шине 16) фазорасщепительный 5 и выходной 8 транзисторы включаются. Для ускоре ния их включения требуется увеличение тока, втекающего в их базы. Для фазорасщепительного транзистора 5 4 4увеличение втекающего тока обеспечивается за счет выключения токового зеркала входного каскада. Для выходного транзистора 8 втекающий ток увеличивается за счет импульсного включения транзистора 22, При положительном фронте запускающего импульса на коллекторе транзистора 22 ток через его емкость коллектор - база почти полностью втекает в его базу и усиливается им.Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокое. быстродействие по сравнению с прототипомпри одинаковой потребляемой мощностиблагодаря повышению эффективностицепочек ускорения за счет их болеераннего запуска от входного каскада.Использование в цепочках ускоренияразисторов вместо фиксирующих диодовизменяет режим работы ускоряющихтранзисторов - задает минимальныйстатический ток потребления и увеличивает быстродействие цепочки ускорения. Входной каскад на токовом зеркале, формирующий сигналы запуска цепочек ускорения, позволяет также реализовать опорные смещения для элементов ограничения насыщения. Это делаетперспективным использование ТТЛ-вентиля в качестве выходного каскада,для которого главным требованием является эффективное переключение значительной внешней нагрузки,Формула изобретенияТТЛ-вентиль содержит первую входную шину, первый транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом первого резистора, база второго транзистора соединена с коллектором третьего транзистора и через второй резистор с шиной питания, эмиттер третьего транзистора соединен с базой четвертого транзистора и через третий резистор с базой пятого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен с выходной шиной, эмиттером шестого транзистора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с базой шестого транзистора и эмиттером второго транзистора, коллекторы которых соединены через резистор с шиной питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем,1324104 Составитель А.КабановТехред Л.Олийнык Корректор М,Демчик Редактор Л.Веселовская Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 2972/56 Проимводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 что, с целью повышения быстродействия, в него введены вторая входнаяШина, седьмой, восьмой, девятый,десятый, одиннадцатый, двенадцатый,тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатМй и шестнадцатый транзисторы,шестой, седьмой, восьмой, девятыйи десятый резисторы, диод, перваявходная шина соединена с базой первого транэистора, вторая входная шина 10соединена с базой седьмого транзистора, эмиттер которого через шестойреэистор соединен с коллектором восьмого транзистора, баэа которого че"реэ девятый резистор соединена с ба 15эой девятого транзистора, коллекторкоторого соединен с базами восьмогои десятого транзисторов и с эмиттером одиннадцатого транзистора, база которого соединена с коллектором 2 Овосьмого транзистора, эмиттер двенадцатого транэистора соединен сэмиттером третьего транзистора, базакоторого соединена с коллекторомтринадцатого транзистора, коллектором 5десятого транэистора н черем после,довательно соединенные десятый и первый резисторы с эмиттером первоготранэистора и с коллектором двенадцатого транзистора, общая точка соеди нения первого и десятого резисторовсоединена с базой тринадцатого тран"мистора, эмиттер которого соединенс коллектором третьего транзистора,эмиттер которого соединен с коллектором пятого транзистора, эмиттерседьмого транзистора соединен с эмиттером и коллектором четырнадцатоготранзистора, база которого череэтретий резистор соединена с коллекто"ром пятнадцатого транэистора и базойчетвертого транмистора, коллекторкоторого соединен с эмиттером пятнадцатого транзистора, база которогосоединена с первыми выводами седьмогои восьмого резисторов, вторые выводыкоторых соединены соответственно сколлектором восьмого транэистора,анодом диода и баэой восьмого транмистора, катод диода соединен с базойдвенадцатого транзистора, баэа девя"того транэистора соединена с базойшестнадцатого транзистора, эмиттери коллектор которого соединены сэмиттером первого транзистора, коллекторы первого, седьмого и одиннадцатого транэисторов соединены с шиной питания, эмиттеры восьмого, девятогб и десятого транзисторов соединены с общей шиной.