DE3231095C2 - Logisches Schaltglied mit Tri-State-Ausgang in Schottky-TTL-Technik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein logisches Schaltglied mit Tri-State-Ausgang in Schottky-TLL-Technik. Um zu vermeiden, daß bei sonst hochohmigem Ausgang der emitterseitig am Bezugspotential angeschlossene Ausgangstransistor kurzzeitig leitend wird und den angeschlossenen Bus praktisch gegen das Bezugspotential kurzschließt, wenn auf dem Bus ein Übergang vom tiefen auf den hohen binären Signalpegel stattfindet, wird zwischen dem Ausgang und der Basis eines Transistors, dessen Kollektor über einen Widerstand mit der Basis des genannten Ausgangstransistors verbunden ist, eine Kapazität angeordnet. In integrierter Schaltungsausführung wird diese Kapazität durch eine Diode in Sperr-Richtung oder durch die Basis-Kollektor-Kapazität eines zusätzlichen Transistors realisiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein logisches Schaltglied mit Tri-State-Ausgang in Schottky-TTL-Technik (TTLS) nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei logischen Schaltgliedern mit Tri-State-Ausgang ist neben den beiden gewöhnlichen Schaltzuständen mit niederohmig angebotenen hohen oder tiefen binären Signalpegeln ein dritter Schaltzustand möglich, bei dem mit Hilfe des zusätzlichen Steuersignals der Ausgang hochohmig gesteuert wird.

Derartige Schaltglieder sind in vielfältiger Ausführung bekannt (z. B. Baustein SN 74 S 134 Pocket Guide. Texas Instruments Deutschland GmbH, Mai 1977, Seite 188). Allen gemeinsam ist eine Logikstufe, die im Sonderfall für ein einzelnes Eingangssignal ausgebildet ist. eine Steuerstufe und eine Endstufe in Gegentaktschaltung mit einem unteren, beim tiefen Ausgangspegel leitenden Transistor und mit einem oberen Transistor, der bei hohem Signalpegel am Ausgang leitend ist. Die Steuerstufe wirkt sowohl auf die Logikstufe als auch auf die Endstufe ein.

Schaltglieder mit Tri-State-Ausgang werden vorzugsweise als Sender in Bus-Systemen eingesetzt. Ist nun der Ausgang eines solchen Schaltglieds hochohmig und erfolgt auf dem angeschlossenen Bus ein durch ein weiteres Schaltglied verursachter Übergang vom tiefen zum hohen binären Signalpegel, dann wird über die Basis-Kollektor-Kapazität auf die Basis des Unteren Transistors, die in dem hochohmigen Zustand des Ausgangs gleichfalls eine hohe Impedanz gegen den Emitter aufweist, ein positiver Impuls übertragen, der den Transistor kurzzeitig leitend steuert. Damit wird der Bus vorübergehend gegen das Bczugspolcniial vorübergehend kurzgeschlossen und der soeben begonnene Signalanstieg verzögert. Das wirkt sich als verlängerte Sigriallaufzeit aus, erzeugt eine höhere Verlustleistung in dem gerade aktiven Sender und belastet dessen Ausgangstransistor erheblich.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß der störende Effekt bei TTL-Schaltungen ohne Schottky-Dioden im allgemeinen nicht auftritt oder nur vernachlässigbar schwach angedeutet ist, v/eil hier die Basis des unteren Ausgangstransistors über einen vergleichsweise niederen Widerstand ständig mit dem Emitter verbunden ist. Durch die US-PS 43 21 490 ist ein TTL-Schaltglied mit einem nicht in den hochohmigen Schaltzustand schaltbaren Gegentaktausgang bekannt. Zur Vermeidung einer Schaltverzögerung beim Übergang vom nfdrigen zum hohen Ausgangspegel ist zwischen der Basis und dem Emitter des beim niedrigen Ausgangspegel leitenden Ausgangstransistors die Serienschaltung eines zusätzlichen Transistors und einer Schottkydiode angeordnet Die Basis des zusätzlichen Transistors ist über eine Kapazität mit dem Ausgang des Schaltgliedes verbunden. Der betreffende Aus^an^transistor wird damit rasch gesperrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein logisches Schaltglied mit Tri-State-Ausgang in TTL-Technik mit Schottky-Dioden so auszubilden, daß der oben beschriebene störende Effekt mindestens weitgehend beseitigt wird. GemäE der Erfindung wird diese Aufgabe durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Die Zeichnung zeigt hauptsächlich die End stufe eines logischen Schaltglieds mit Tri-State-Ausgang in Schottky-TTL-Technik. Zusätzlich sind in der Zeichnung eine Logikstufe L und eine Steuerstufe S mit e^;nem Eingang S5 für ein Steuersignal ohne nähere Einzelheiten angedeutet. Die Logikstufe L kann zur logischen Verknüpfung mehrerer Eingangssignale, beispielsweise El bis £3, dienen· sie km aber auch nur mit einem Signaleingang ausgestaltet sein (Bus-Treiber).

Die Endstufe enthält zwei Ausgangstransistoren Tl und T2, deren Kollektor-Emitter-Strecken zwischen einem Versorgungspotential V(i und dem Bezugspotential CR in Serie geschaltet sind. Der Verbindungspunkt der beiden Ausgangstransistoren Tl und T2 bildet den Ausgang A. Im normalen, rem binären Betrieb führen die Ausgangstransistoren Tl und T2 abwechselnd Strom b/vv. sind gesperrt. Sie werden da/u gegensinnig angesteuert. Wenn der in der D;i-stellung untere Ausgangstransistor Tl leitend ist. liegt am Ausgang A der tiefere binäre Signalpegel. Entsprechend führt der Ausgang A den höheren binären Signalpegel, wenn der obere Ausgangstransistor T2 leitend ist. Die Tatsache, daß der obere Ausgangstransistor T2 mit einem Transistor T3 eine sogenannte »Darlington-Schaltung« bildet, ergibt sich zwar aus dem Stand der Technik, ist aber in dem vorliegenden Zusammenhang ohne Bedeutung.

Die Steuerung der Ausgangstransistoren / I und T2 erfolgt durch die am Kollektor und am E-.mitter eines Transistors T4 abgegriffenen, gegcnphasigen Signale.

Der Transistor T4 ist daher mit einem Kollektorwiderstand R 1 und einem Emitterwiderstand /?2 ausgestattet. Der Emitterwiderstand R 2 ist jedoch an das (cmitterseitige) Bezugspotential nicht unmittelbar, sondern über die Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors T5 angeschlossen. Der Kollektor dieses Transistors T5 ist über einen Widerstand R 3 mit dem Emitter des Transistors T4 verbunden.

Die Basis des Transistors TA zur Steuerung der Aus-

t gangstransistoren Tl und T2 ist mit dem Ausgang der i Logikstufe L sowie über eine Diode mit dem Ausgang I der Steuerstufe 5 verbunden. Eine weitere Diode D 2 I verbindet den Kollektor des Transistors TA ebenfalls I mit dem Ausgang der Steuerstufe S. Wenn dieser Aus-I gang ein annähernd dem Bezugspotential entsprechen-I des Potential führt, werden beide Ausgangstransistoren Ti und T2 gleichzeitig gesperrt Der Ausgang A ist ι damit hochohmig.

t Die bisher beschriebene Schaltungsanordnung ist be- ίο

I kannt.

I Zusätzlich ist zwischen dem Kollektor des unteren

I Ausgangstransistors T1 bzw. dem Ausgang A und der I Basis des Transistors T5 eine Kapazität C vorgesehen. f Diese Kapazität C verhindert den kurzzeitigen Über- * gang des unteren Ausgangstransistors Ti in den Leitzu-' stand beim Wechsel vom tiefen zum hohen binären Sife gnalpegel auf dem Bus, wenn der Ausgang A ansonsten g hochohmig isL Der durch die Pegeländerung hervorgerufene, durch die Kapazität Cdiffcrenzierte und auf die Basis des Transistors TS übertragene Impuls steuert den Transistor TS kurzzeitig leitend. Damit wird die Basis des unteren Ausgangstransistors Ti niederohmig mit dem Emitter verbunden, so daß die Basis-Kollektor-Kapazität des Ausgangstransistors Ti nicht mehr wirksam werden kann.

Die Kapazität C wird bei monolithisch integrierter Schaltungsausführung vorzugsweise durch die Basis-Kollektor-Kapazität eines zusätzlichen Transistors realisiert. Die Realisierung durch eine in Sperr-Richtung gepolte Diode ist möglich.

I Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Logisches Schaltglied mit Tri-State-Ausgang in Schottky TTL-Technik, mit einer Logikstufe, mit einer durch ein Steuersignal beaufschlagten Steuerstufe und mit einer Endstufe mit zwei in Serie geschalteten gegenphasig gesteuerten Ausgangstransistoren, deren unterer beim tiefen binären Signalpegel an dem an seinen Kollektor angeschlossenen Ausgang leitend gesteuert ist, mit einem zwei gegenphasige Steuersignale zur Steuerung der Ausgangstransistoren erzeugenden Transistor, dessen Basis mit dem Ausgang der Logikstufe und dessen Emitter mit der Basis des unteren Ausgangstransistors verbunden und der basis- und kollektorseitig mit dem Ausgang der Steuerstufe gekoppelt ist, und mit 21-nem weitereE Transistor, dessen Basis und Kollektor über je einen Widerstand mit der Basis des unteren Ausgangstransistors verbunden sind und dess;en Emitter mit dem Emitter des unteren Ausgangstransistors verbunden isudadurchgekennzeichn e t, daß zwischen dem Kollektor des unteren Ausgangstransistors (Ti) und der Basis des weiteren Transistors (T5) eine Kapazität ^angeordnet ist

2. Logisches Schaltglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (C) durch die Basis-Kollektor-Kapazität eines zusätzlichen Transistorsgebildet i ·.