Транзисторно-транзисторни логически елементи

Цел

В упражнението се разглеждат процесите в ТТЛ- елементите и техните характеристики. Усвояването им е особено необходимо при използването на ТТЛ-елементите в цифровите системи.

Теория

ТТЛ- елементът представлява усъвършенствуване на ДТЛ-елемента. Тук входната логика е реализирана с помощта на многоемитерен транзистор Т₁ вместо с диодна група.

Освен това за увеличаване на товароспособността и бързодействието в изхода вместо R_к е добавен сложен инвертор с транзистори Т₃ и Т₄, като във всеки момент единият е запушен, а другия е отпушен.

Зоните от характеристиките, в които не се наблюдават качествени промени са обособени зона , , и V.

Зона

При малки входни напрежения /U_ВХ=0-0,55V/ многоемитерния транзистор Т₁ работи в право включване и е дълбоко наситен. От това транзисторът Т₂ е запушен поради малкото напрежение на базата му. Транзисторът Т₄ също е запушен, а транзисторът Т₃ работи в активен режим /близък до схема ОК/ - на изхода има ниво логическа единица:

U_вх=Е_к- I_б2.R₂-U_д.отп > 2,4V

Зона

При U_вх =0,55 V транзисторът Т₂ се отпушва. През него започва да тече колекторен ток I_к2, който нараства с увеличаването на U_вх. От това напреженията U_к2 и U_изх намаляват вследствие увеличение на падението на напрежението върху R₂ от Iк2. Увеличава се емитерното напрежение U_е2 на транзистора Т₂, но то е все още недостатъчно за отпушването на транзистора Т₄. Транзисторът Т₃ продължава в активен режим.

Зона

При входно напрежение U_вх = 1,2V напрежението U_е2=U_б4 става достатъчно голямо и транзисторът Т₄ се отпушва. Неговото много малко динамично входно съпротивление силно шунтира резистора R₃ и затова напрежението U_е3 остава почти постоянно при увеличаването на U_вх. Това води до увеличение на напрежението U_бк1, вследствие на което колекторния преход на многоемитерния транзистор Т₁ се отпушва, а емитерните му преходи се запушват транзисторът Т₁ минава в инверсен режим. Освен това при отпушването на Т₄ базовият ток на Т₂ рязко нараства и транзисторът Т₂ влиза в режим на насищане. От това напреженията U_к2 и U_изх рязко намаляват. Транзисторът Т₃ работи все още в активен режим, но в края на зона , при U_вх=1,3V, напрежението на базата му U_бз= U_к2= U_бе4.нас+U_ке2.нас= 0,7+0,2=0,9V е вече недостатъчно, за да поддържа