2020-04-20
94
Простий, історично перший, варіант логічних ІМС типу ТЛНС показаний на Рис. 11.8. Неважко переконатися, що дана схема дозволяє реалізувати функцію АБО - НЕ. Будь-який з вхідних сигналів позитивної полярності (позитивна логіка) буде інвертований на виході. Дійсно, надходження хоч би на один вхід сигналу позитивної полярності приводить до відмикання відповідного транзистора і переходу його в режим насичення. При цьому різко зростає падіння напруги на загальному для всіх транзисторів опорі навантаження Rн, а вихідна напруга знизиться практично до нуля. Таким чином, високий рівень напруги на вході, відповідний логічній одиниці, призводить до зниження напруги на виході схеми до рівня логічного нуля. У негативній логіці, тобто у тому випадку, коли на вхід (входи) поступає напруга негативної полярності, схема, побудована на транзисторах типу n-p-n виконує функцію І - НЕ: високий рівень напруги на виході буде тільки за умови, що всі три транзистори замкнуто, тобто на всі входи поступили сигнали низького рівня. Зміна характеру функції при заміні позитивної логіки на негативну (і навпаки) є загальною властивістю логічних схем, в чому неважко переконатися при подальшому розгляді їх різновидів.
Рис. 11.8. Схема типу ТЛНС
Не дивлячись на певні переваги (простота, мала споживана потужність, висока швидкодія), транзисторні логічні мікросхеми з безпосереднім зв'язком застосовуються рідко. Їх недоліком є значний розкид вхідних характеристик (а, отже, і вхідних опорів) транзисторів. В результаті при одній і тій же вхідній напрузі базові струми транзисторів можуть істотно відрізнятися один від одного. Крім того, схеми типу ТЛНС мають низьку завадостійкість і невелику навантажувальну здатність.
Для підвищення завадостійкості і вирівнювання вхідних опорів транзисторів в ланцюзі баз включають додаткові резистори з опором близько декількох сотень Ом (Рис. 11.9). В цьому випадку утворюється схема типу РТЛ, принцип роботи якої і виконувані нею логічні функції нічим не відрізняються від розглянутої вище схеми типу ТЛНС. Слідує, проте, відзначити, що схеми типу РТЛ мають відносно невелику швидкодію. Пояснюється це тим, що ділянка база - емітер кожного транзистора володіє помітною паразитною ємністю (показано пунктиром на рис 11.9).
Рис. 11.9. Схема типу РТЛ
Рис. 11.10. Схема типу РЕТЛ
Під час надходження вхідного сигналу ця ємність заряджає через відповідний базовий резистор. Постійна часу заряду при чималому опорі базового резистора може перевищити тривалість вхідного сигналу. В результаті відбуваються спотворення форми вхідного сигналу, затягування процесу відмикання транзистора і зниження швидкодії схеми. Для усунення цього недоліку базові резистори шунтують конденсаторами (Рис. 11.10). Схеми такого типу називаються схемами РЕТЛ. У момент перемикання конденсатори (їх називають прискорюючими) на деякий час закорочують резистори і тим самим як би виключають їх з схеми. Тому постійна часу заряду паразитних базових ємностей різко зменшується, а час перемикання транзисторів із замкнутого стану у відкритий і навпаки, помітно скорочується.
Розглянуті варіанти логічних інтегральних мікросхем використовувалися на першому етапі розвитку мікросхемотехніки. У напівпровідникових ІМС і особливо в мікросхемах з високим ступенем інтеграції (ВІС) вони виявилися безперспективними.
