Ттл-элемент

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства. ТТЛ-элемент содержит входной элемент И 1, парафазный усилитель 2, сложный инвертор 3. Для достижения цели введены источник 4, конденсатор 5 и новые функциональные связи. 1 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з1)з Н 03 К 19/088

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789811/21 (22) 05,02.90 (46) 15.02.92. Бюл. Q 6 (71) Особое конструкторское бюро моделирующих и управляющих систем "Миус" (72) С;П.Тяжкун (53) 621.374 (088.8) (56) Наумов Ю.Е., Аваев Н.А., Бедраковский

М.Л; Помехоустойчивость устройства на интегральных логических схемах — M.: Ces. радио, 1975, с. 104, рис. 5.7.

Авторское свидетельство СССР 1460771, xn, H 03 К191088, 1985. (54) ТТЛ-ЭЛ EMEHT (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике. Цель изобретения— повышение быстродействия и надежности устройства. ТТЛ-элемент содержит входной элемент И 1, парафазный усилитель 2, сложный инвертор 3. Для достижения цели введены источник 4, конденсатор 5 и новые функциональные связи. 1 ил.

1713099

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для построения буферных ТТЛ БИС с высоким быстродействием и повышенной нагрузочной способностью.

Известент ТТЛ-элемент, содержащий последовательно соединенные входной элемент И, парафазный усилитель и сложный инвертор.

Недостатками данного устройства являются низкие надежность и быстродействие.

Низкое быстродействие связано с ограничением выходного тока сло:кного инвертора резистором, а низкая надежность обусловлена большой мощностью, потребляемой при коротком замыкании выхода на общий провод.

Известен также ТТЛ-элемент, содержащий последовательно соединенные входной элемент И, инвертор, парафазный усилитель, первый и второй выходы которого соединены с входами первого и второго плеча сложного инвертора, между которыми включен резистор защиты и переход база-эмиттер и-р-и транзистора, коллектор которого соединен с первым выходом парафазного усилителя.

Недостатком данного устройства являются большие масса и габариты, обусловленные наличием в схеме мощного (0,5 Вт) резистора защиты, большая потребляемая мощность (более 0,5 Вт) при коротком замыкании выхода на общую шину, и низкое быстродействие, связанное с ограничением выходного тока, формирующего фронт нарастания выходного напряжения (не более

60 мА при — 60 С).

Наиболее близким по технической сущности является ТТЛ-элемент, содержащий схему И, парафазный усилитель, сложный инвертор, два и-р-и транзистора и три резистора, причем входами устройства являются входы схемы И, выход которой соединен с входом парафазного усилителя, через первый резистор связан с базой первого и-р-и транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор соединен с базой второго и-р-и транзистора и через второй и третий резисторы связан соответственно с шиной питания и общей шиной, коллектор второго и-р-и транзистора соединен с первым выходом парафазного усилителя и первым входом сложного инвертора, а эмиттер соединен с выходом сложного инвертора, второй вход которого соединен с вторым выходом парафазного усилителя, Недостатком данного устройства является низкая надежность из-за большой потребляемой мощности при сопротивлении нагрузки меньше допустимой величины. Поскольку возможно формирование выходного напряжения сложного инвертора (2,42,5 В для серий 106, 130, 133, 530, 533, 1530, 1533, 1531 и др.), то порог защиты (Uppp)i

5 определяемый в основном делителем на втором и третьем резисторе, должен быть еще меньше и с учетом погрешности делителя Un 2,1-2,3 В, чтобы защита не срабатывала в нормальном режиме. В то же

10 время при больших коэффициентах усиления hz> транзисторов сложного инвертора возможно формирование выходного напряжения Us x, незначительно превышающего

U»p при очень большом выходном токе. В

15 таком режиме ТТЛ-элемент рассеивает большую мощность, а защита не срабатывает, Причина этого недостатка заключается в том, что факт короткого замыкания или перегрузки на выходе устанавливается не

20 по выходному току, а по вторичному при-. знаку — выходному напряжению.

Недостатком данного устройства также является низкое быстродействие, что связано с ограничением выходного тока, форми25 рующего фронт нарастания выходного напряжения. Причем чем больше быстродействие и допустимый выходной ток, тем больше возможная при перегрузках мощность.

30 Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности устройства за счет снижения ограничений на выходной ток формирования фронта и уменьшения допустимого выходного тока при перегрузках.

35 Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные входной элемент И, парафаэный усилитель, сложный инвертор, дополнительно введены источниктока и конденсатор, 40 причем вход питания источника тока соединен с шиной питания входного элемента И, вход управления источника тока соединен с входом питания парафаэного усилителя, выход источника тока соединен с входом слож45 ного инвертора и через конденсатор связан с шиной нулевого потенциала.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства и прототипа позволяет выявить новые существенные признаки

50 объекта,: а именно дополнительно введены источник тока, конденсатор и организованы новые электрические связи.

Положительный эффект достигается эа счет ограничения среднего значения выход,55 ного вытекающего тока и обеспечения большого значения выходного тока при формировании фронта нарастания выходного напряжения.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства. 1713099

Устройство содержит входную схему И

1, парафазный усилитель 2, сложный weepтор 3, источник 4 тока и конденсатор 5. При этом входная схема И выполнена íà и р и транзисторе 6 и резисторе 7, парафаэный усилитель 2 выполнен на и-р-и транзисторе

8 и резисторах 9 и 10, сложный инвертор 3 выполнен на и-р-п транзисторах 11-13 и резисторе 14, источник тока 4 выполнен на р-и-р транзисторах 15 и 16, причем входами устройства являются эмиттеры и-р-и транзистора 6, база которого через резистор 7 связана с шиной питания и эмиттерами р-ир транзисторов 15 и 16, а коллектор соединен с базой и-р-и транзистора 8, коллектор которого соединен с базой и-р-и транзистора 11 и через резистор 9 связан с базой и коллектором р-п-р транзистора 15 и базой р-п-р транзистора 16, коллектор которого соединен с коллекторами и-р-и транзисторов 11 и 12 и через конденсатор 5 связан с шиной нулевого потенциала и эмиттером п-р-птранзистора 13,,база которого соединена с змиттером и-р-и транзистора 8 и через резистор 10 связана с шиной нулевого потенциала, а коллектор является выходом устройства и соединен с эмиттвром и-р-и транзистора 12, база которого соединена с эмиттером и-р-п транзистора 11 и через резистор 14 связана с шиной нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом.

При высоком уровне напряжения на всех входах ток через резистор 7 и переход база-коллектор транзистора 6 открывает транзистор 8. Отпирание и насыщение транзистора 8 приводит к отпиранию выходного транзистора 13 и запиранию транзисторов 11 и 12. В результате на выходе устройства формируется низкий уровень напряжения. Управляющий ток Ig через парафазный усилитель 2 (резистор 9) задает ток через транзисторы 15 и 16. При этом коллекторный ток транзистора 16 !16 определяЕтся по соотношени!о площадей $!5 и

S>5, эмиттерных переходов транзисторов 15. и 16 .!16 = !9, Sm

S!5

Током !ы заряжается конденсатор 5 до уровня напряжения (Un — Ц«т), где 0п— напряжение питания, U«> — остаточное напряжение коллектор-эмиттер .транзистора 16.

Если на одном из входов устройства напряжение упало до уровня "0", то протекает ток через база-эмиттерный переход транзистора 6 и запирается транзистор 8.

После этого запирается транзистор 13 и открываются транзисторы 11 и 12. Выходной ток формирования фронта нарастания !ф., выходного напряжения формируется в ос5 новном за счет разряда конденсатора 5 и ограничен только базовым током транзисто-, ра 11 !и1 и коэффициентами усиления hz» транзисторов 11 и 12..Значение !ф.н. может достигать величины

"0 !ф.н. = !611 (h2») .

В случае нормального режима работы, когда емкость и сопротивление нагрузки в пределахдопустимого,заряда, накопленного койденсатором 5, достаточно для форми15 рования фронта выходного напряжения.

Формирование вершины не требует большого выходного тока и осуществляется коллекторным током транзистора 16. Величина !

ы определяется средним выходным током, 20 который в десятки и даже сотни раз меньше тока формирования фронта.

Если произошло короткое замыкание выхода схемы на шину нулевого потенциала или недог!устимо снизилось сопротивление

25 нагрузки, то средний выходной ток остается неизменным и.не происходит существенное возрастание рассеиваемой мощности, В то же время при нормальной работе ток формирования фронта может быть очень

30 большим (но кратковременным), так как в цепи выходного тока (конденсатор 5— транзистор 12 — нагрузка) нет токоограничивающих резисторов. Для реальных значений hz> = 50-100 выходной ток .!ф. . может быть на три порядка больше выходного тока парафазного усилителя 2 (через резистор 9). В схемах-аналогах такое значение тока, а значит и такое быстродействие при значительной емкостной нагрузке, в принципе недостижимо, так как выходной ток ограничен резистором номиналом десятки и сотни Ом.

В данной схеме может использоваться несколько парафазных усилителей и сложных инверторов. В этом случае схема может выполнять функцию защиты от перегрузок. всех буферных схем ТТЛ БИС.

Принципиальные схемы элемента И, парафазного усилителя, сложного - инвертора, источника тока могут изменяться в зависимости от технологии и назначения схемы, например, ТТЛ с диодами Шоттки, схемы средней степени интеграции или

БИС. Однако принцип действия защиты от этого не изменяется, поскольку сохраняется набор требований к выходу ТТЛ-элемента, а именно большой ток формирования фронта !ф.н„малый ток формирования вершины, защита от перегрузки на выходе.

1713099

Составитель С. Тяжкун

Редактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 544 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по,изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCA

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

-Формула изобретения

ТТЛ-элемент, содержащий входной элемент И, вход питания которого соединен с шиной питания, а выход соединен с входом парафазного усилителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами сложного инвертора, выход которого подключен к выходу устройства. î g л и ч а ю щ и и с.ÿ тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства путем снижения ограничений на выходной ток формирования фронта.и уменьшения допустимого выходного тока при перегрузках, в НЬго введены источник тока и конденсатор, 5 ° вход питания источника тока соединен с шиной питания, вход управления — с входом питания парафазного усилителя. выход с ВхОдОм питания сложного инвертора и с первым выводом конденса10 тора, второй вывед которого подключен к общей шине.

Ттл-элемент Ттл-элемент Ттл-элемент Ттл-элемент 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для построения ТТЛ-схем с повышенной нагрузочной способностью

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения интегральных логических схем

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в цифровых ИС и БИС

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в интегральных логических микросхемах цифровых ЭВМ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в интегральных логических микросхемах; в цифровых ЭВМ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах дискретной автоматики

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к микросхемотехнике двухкаскадных ТТЛШ-вентилей

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к микросхемотехнике трехкаскадных ТТЛШ-вентилей

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к микросхемотехнике транзисторно-транзисторных логический элементов

Инвертор // 1566478
Изобретение относится к импульсной технике, а именно к логическим элементам

Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики, связи и может использоваться в цифровых вычислительных структурах, системах автоматического управления, передачи и обработки цифровой информации. Технический результат - обеспечение реализации функции «минимум» двух многозначных переменных при внутреннем преобразовании информации в многозначной токовой форме сигналов. K-значный логический элемент «минимум» содержит первый и второй входы устройства, выход, первый вспомогательный транзистор, база которого подключена к первому источнику напряжения смещения, второй вспомогательный транзистор другого типа проводимости, база которого подключена ко второму источнику напряжения смещения, причем эмиттеры первого и второго вспомогательных транзисторов объединены, первое токовое зеркало, согласованное с первой шиной источника питания, второе токовое зеркало, согласованное с первой шиной источника питания, первый вход устройства соединен со входом первого токового зеркала, второй вход устройства соединен со входом второго токового зеркала, выход которого подключен к объединенным эмиттерам первого и второго вспомогательных транзисторов, третье токовое зеркало, согласованное со второй шиной источника питания, к которой подключен коллектор второго вспомогательного транзистора, выходной транзистор. 16 ил.
Наверх