SU1324103A1

SU1324103A1 - ТТЛ-вентиль

Info

Publication number: SU1324103A1
Application number: SU853956275A
Authority: SU
Inventors: Сергей Михайлович Балашов; Владимир Николаевич Дятченко; Николай Алексеевич Подопригора; Виктор Николаевич Савенков; Николай Владимирович Соколов
Original assignee: Московский институт электронной техники
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-07-15
Also published as: SU1324104A1; SU1324105A1

Abstract

Изобретение относитс к области импульсной техники, может быть использовано при построении выходных каскадов различных цифровых ИС. Цель изобретени - повышение быстродействи - достигаетс путем снижени межкаскадных задержек распространени сигнала. Устройство содержит транзисторы 2, 4, 5, 8, 10, 13, резисторы 3, 6, 9, 14, 15. Дл достижени поставленной цели в устройство введены транзисторы 17-25, резисторы 26-30, диод 31. 1 ип. /о (Л с 00. to ijlik О Од -L ff

Description

1 1

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано при построении выходных каскадов различных цифровых ИС.

Цель изобретени - повышение быст- родействи путем снижени межкаскадных задержек распространени сигнала

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема ТТЛ-вентил ,

ТТЛ-вентиль содержит первую входную шину 1, первый транзистор 2, эмиттер которого соединен с первым выводом первого резистора 3, база второго транзистора 4 соединена с коллектором третьего транзистора 5 и через второй резистор 6 с шиной 7 питани , эмиттер третьего транзистора 5 соединен с базой четвертого транзистора 8 и через третий резистор 9 с базой п того транзистора 10, эмиттер которого соединен с общей шиной 11 и эмиттером четвертого транзистора 8,, коллектор которого соединен с выходной шиной 12, эмиттером шестого транзис- тора 13 и первым выводом четвертого резистора 14, второй вывод которого соединен с базой шестого транзистора 13 и эмиттером второго транзистора 4 коллекторы которых соединены через п тьй резистор 15 с шиной 7 питани , вторую входную шину 16, с седьмого. по п тнадцатый транзисторы 17-25, с шестого по дес тый резисторы 26-30, , диод 31, перва входна шина 1 соедииена с базой первого транзистора 2, коллектор которого соединен с шиной 7 питани , втора входна шина 16 соединена с базой седьмого транзистора 17, коллектор, которого соединен с шиной 7 питани , а эмиттер через шестой резистор 26 - с коллектором восьмого транзистора 18, эмиттер которого соединен с общей шиной 11, коллектор и база восьмого транзистора 18 соединены вместе через последовательно соединенные седьмой 27 и восьмой 28 резисторы, коллектор восьмого транзистора 18 соединен с базой дев того транзистора 19, коллектор которого соединен с шиной 7 питани , а эмиттер - с базами восьмого 18 и дес того 20 транзисторов и через дев тый резистор 29 с общей шиной 11 и с эмиттером дес того транзистора 20, коллектор которого через дес тый ре- ,зистор 30 соединен с вторым выводом rtepBoro резистора 3, первый вывод

fO

t5

0

4

5

25 35 0 5 5

0

103 2

которого соединен с коллектором и эмиттером одиннадцатого транзистора 21, база которого соединена с базой двенадцатого транзистора 22, эмиттер которого соединен с коллектором дес того транзистора 20, базой третьего транзистора 5 и коллектором тринадцатого транзистора 23, эмиттер которого соединен с базой второго транзистора 4, а база - с общей точкой соединени первого 3 и дес того 30 резисторов, коллектор двенадцатого транзистора Г 22 соединен с шиной 7 питани , эмиттер седьмого транзистора 17 соединен с эмиттером и коллектором четырнадцатого транзистора 24, база которого соединена с базой п того транзистора 10, коллектор которого соединен с базой четвертого транзистора В и коллектором п тнадцатого транзистора 25, эмиттер которого соединен с выходной шиной 12, а база - с общей точкой соединени седьмого 27 и восьмого 28 резисторов, база дев того транзистора 19 соединена с анодом диода 31, катод которого соединен с базой двенадцатого транзистора 22.

Устройство работает следующим образом .

В состо нии 1 на входе 1 (О на инверсном входе) выходной 8 и фазорас- щепительный 5 транзисторы открыты,

.но не вход т в насьщение за счет фиксации потенциалов их коллекторов первым и вторым элементами 25 и 23 ограничени насыщени . Таким образом, фиксируетс и потенциал О на шине 12. Выходной 8 и фазорасщепительный 5 транзисторы наход тс в режиме, близком к нормальному активному, - с. малыми токами базы, которые много меньше токов, задаваемых на их входы и протекающих через шунтирующие элементы из базоЕЮй цепи в коллекторную. Транзистор 10 открыт, находитс в нормальном активном режиме и потребл ет некоторый минимальный ток, много меньший тока эмиттера фазорасщепи- тельного транзистора 5. Во входном каскаде инверсный вход (шина 16) устройства вл етс и входом токового зеркала. В соответствии с уровнем О на данном входе в рассматриваемом состо нии ток в токовом зеркале имеет минимальное значение, которое, однако , больше нул , поскольку из-за- малого логического перехода входного дифференциального сигнала токовое

зеркало полностью не выключаетс . КИМ образом, минимальна часть тока ответвл етс в выходной транзистор 20 токового зеркала, больша часть его поступает в базу фазорасщепитель- ного транзистора 5.

В состо нии.О на шине 1 (1 на шине 16), фазорасщепительный 5 и выходной 8 транзисторы заперты. Высокий

Та-

потенциал коллектора запертого фазо- Ш осуществл етс положительным фронтом

расщепительного транзистора 5 задает через выходной эмиттерный повторитель (транзисторы 4 и 13) выходной уровень 1. Во входном каскаде токовое зеркало включено за счет уровн 1 на своем входе. Выходной ток токового зеркала при этом увеличиваетс за счет падени напр жени на резисторе 30.

импульса на шине 1. Работа каскада на транзисторе 23 аналогична, за исключением того, что, поскольку тре15

буетс ускор ющий втекающий ток вместо вытекающего, то сигнал снимаетс не с коллектора транзистора, а с эмиттера. Ускорение включени фазорасщепительного транзистора 5 приводит к ускорению включени и входного В динамическом режиме при переклю-20 транзистора 2: ток эмиттера фазорас- 1 „ л ..„ „,.„- щепительного транзистора 5 полностью

поступает в базу выходного 8, не ответвл сь в нагрузочньш элемент, в качестве которого в предлагаемом устройстве служит каскад на транзисторе 10, потребл ющий пренебрежимо малый статический ток.

Таким образом, предлагаемое уст 0 на шине ti t II

чении из состо ни 1 в 1 (соответственно из О в 1 на шине 16) запираютс транзисторы 5 и 8. Дл ускорени запирани при управлении по их базовым цеп м требуетс 25 увеличение токов, вытекающих из их баз. Дл фазорасщепительного транзистора 5 такой ток обеспечиваетс включением токового зеркала входного каскада положительным фронтом импульса 30 действие по сравнению с прототипом на шине 16. Дл выходного транзистора при одинаковой потребл емой мощности.

ройство имеет более высокое быстро8 ускор ющий ток включени обеспечиваетс запуском транзистора 25 за счет того же положительного фронта импульса на шине 16. Положительный 35 фронт передаетс через эмиттерный повторитель (транзистор 18) и емкостный элемент (на транзисторе 24) на базу транзистора tO и включает его. благодар емкостной св зи ускор ющий 40 ток протекает импульсно, что повьш1а- ет быстродействие без затрат статической мощности. Транзистор 10 работает без принудительного насыщени благодар использованию резистора 9 45 в качестве фиксирующего элемента: данный резистор по мере спада импуль- са ускор ющег о тока позвол ет быстро выключить ненасьш1енный транзистор 10 по базовой цепи и устранить зат ги- 50 вание фронта нарастани импульса в коллекторной цепи фазорасщепительного транзистора 5, который, в свою очередь, определ ет фронт импульса переключени из О в 1 на шине 12,-55

При переключении из состо ни О в 1 на шине 1 (из 1 в О на шине 16) фазорасщепигельный 5 и вы g

/ИОЗ4

ходной 8 транзисторы включаютс .

Дл ускорени их включени требуетс увеличение тока, втекающего в их базы . Дл фазорасщепительного транзистора это достигаетс уменьшением тока токового зеркала- на счет отрицательного фронта импульса на инверсном входе (шина 16), а также за счет включени транзистора 23, Запуск его

импульса на шине 1. Работа каскада на транзисторе 23 аналогична, за исключением того, что, поскольку тредействие по сравнению с прототипом при одинаковой потребл емой мощности

ройство имеет более высокое быстрочто достигаетс благодар повьш5ению эффективности цепочек ускорени за счет более раннего запуска их от входного каскада. Такой запуск цепочек ускорени реализован благодар построению входного каскада с управлением дифференциальным входным сигналом на эмиттерных повторител х с источником тока на токовом зеркале. Указанный входной каскад позвол ет без введени дополнительных цепочек, потребл ющих ток, реализовать цепи смещени дл шунтирующих элементов. Это.обеспечивает возможность использовани предлагаемого ТТЛ-вентил в качестве выходного каскада (дл которого в отличие от внутренних вентилей допускаетс увеличение числа элементов, но требуетс эффективное переключение значительной внешней нагрузки),

Claims

Формула изобретени

ТТЛ-вентиль, содержащий 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 питани , эмиттер третьего транзистора соединен с базой четвертого тразистора и через третий резистор с базой п того 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, кол- пекторы которых соединен;ы через п - тЫй резистор с шиной питани , о т .л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени быстродействи , в него введены втора входна шина, седьмой., восьмой, дев тый, дес тый,

одиннадцатый, двенадцатый, тринадца- тьй, четырнадцатый и п тнадцатый Транзисторы, шестой, седьмой, восьмой , дев тый и дес тый резисторы, диод, перва входна шина соединена с базой первого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питани , втора входна шина соединена с базой седьмого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питани , а эмиттер через шестой резистор - с коллектором восьмого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор и база восьмого транзистор соединены вместе через последовательно соединенные седьмой

Редактор А.Огар Заказ 2972/56

Составитель А.Кабанов

Техред Л.Олнйнык Корректор М.Демчик

Тираж 901Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4

и восьмой резисторы, коллектор восьмого транзистора соединен с базой дев того транзистора, коллектор которого соединен с шиной питани , а эмиттер - с базами восьмого и дес того транзисторов и через дев тый резистор с общей шиной и с эмиттером дес того транзистора, коллектор которого через дес тый резистор соединен с вторым выводом первого резистора, первый вывод которого соединен с коллектором и эмиттером одиннадцатого транзистора, база которого соединена с базой двенадцатого транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором дес того транзистора, базой третьего транзистора и коллектором тринадцатого транзистора, эмиттер которого соединен с базой второго транзистора , а база - с общей точкой соединени первого и дес того резисторов , коллектор двенадцатого транзистора соединен с шиной питани , эмиттер седьмого транзистора соединен с эмиттером и коллектором четырнадцатого транзистора, база которого соединена с базой п того транзистора, коллектор которого соединен с базой четвертого транзистора и с коллектором п тнадцатого транзистора, эмиттер которого соединен с выходной шиной, а база - с общей точкой соединени седьмого и восьмого резисторов, база дев того транзистора соединена с анодом диода, катод которого соединен с базой двенадцатого транзистора.