Тлэс-ттл преобразователь

 

Союз Советским

Социалистических

Республик пщ 6I7844

ОП ИСАЙ ИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.01;77 (21) 2438047/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 25.07.78 (51) М. Кл.е Н ОЗК

19/00

Государственный комите1

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открыти (53) УДК 621.374 (088.8) (54) ТЛЭС вЂ” ТТЛ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в интегральных схемах в качестве согласующего устройства между схемами транзисторной логики с эмиттерной связью 5 (ТЛЭС) и транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), а также в качестве усилителей воспроизведения для запоминающих устройств.

Известны дифференциальные усилители, 10 выполненные на транзисторах (1). Однако известные устройства не обеспечивают выполнения совокупности требуемых параметров, таких как быстродействие, малая потребляемая мощность, стабильность харак- 15 теристик в диапазоне температур окружающей среды и напряжений питания.

Известен ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователь (2), содержащий входной каскад, выполненный в виде дифференциального усилителя 20 на двух транзисторах с эмиттерной связью и выходной каскад ТТЛ-типа. Перепад уровней напряжения формируется на коллекторной нагрузке второго транзистора дифференциального усилителя, ограничение 25 насыщения которого обеспечивается третьим транзистором. Коллектор второго транзистора дифференциального усилителя подключен к базе четвертого транзистора, эмиттер которого через последовательно 30 соединенные три диода и два резистора подключен к общей шине, Выходной каскад представляет собой двухтактную схему из пары транзисторов, на базах которых входной сигнал формирует противоположные по знаку напряжения, т. е. в любой момент времени во включенном состоянии может находиться один из этих транзисторов, а между эмиттером одного из этих транзисторов и коллектором другого подключается выход устройства.

Известный преобразователь обеспечивает высокое быстродействие при преобразовании сигналов ТЛЭС довольно малой величины в ТТЛ-сигналы большой амплитуды.

Недостатком известного устройства является зависимость в высокой степени выходного напряжения и потребляемого тока от напряжения источника питания, поскольку напряжение на коллекторе второго транзистора дифференциального усилителя «следит» за напряжением источника питания.

Кроме того, примененная в выходном каскаде устройства двухтактная схема исключает при построении систем на его основе реализацию логической функции «монтажное ИЛИ», что затрудняет, в частности, построение субсистем памяти.

Целью изобретения является увеличение стабильности характеристик при сохРанеМ 7844 нии высокого быстродействия, а также расширение функциональных возможностей

ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователя.

Для достижения поставленной цели в

ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователь введены пятый транзистор в первую цепь, коллектор которого подключен к базе третьего транзистора, база — к катоду второго из двух последовательно соединенных диодов этой цепи, эмиттер к коллектору четвертого транзистора, и вторая цепь, аналогичная первой с дополнительно введенным пятым транзистором, причем база третьего транзистора второй цепи подключена к коллектору первого транзистора дифференциального усилителя, а коллектор четвертого транзистора и эмиттер пятого транзистора подключены к базе четвертого транзистора первой цепи.

На чертеже -представлена электрическая принципиальная схема ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователя.

Преобразователь содержит дифференциальный усилитель, состоящий из двух транзисторов 1 и 2, эмиттеры которых соединены между собой и через резистор 3— с общей шиной 4, коллекторы подключены к плюсовой шине 5 через резисторы 6 и 7 соответственно, база транзистора 1 подключена ко входу 8 устройства, а база транзистора 2 — к шине опорного напряжения

9, и две аналогичные цепи, первую 10 и вторую 11, каждая из которых состоит из транзисторов 12, 13 и 14, причем коллектор транзистора 12 подключен к плюсовой шине 5, база транзистора 12 первой цепи 10 подключена к коллектору транзистора 2 дифференциального усилителя, база транзистора 12 второй цепи 11 подключена к коллектору транзистора 1 дифференциального усилителя, а эмиттер транзистора 12 через последовательно соединенные диод

15, диод 16, резистор 17 и резистор 18 подключен к общей шине 4. Коллектор транзистора 13 подключен к базе транзистора 12, база — к катоду диода 16, а эмиттер подключен к коллектору транзистора 14, эмиттер которого подключен к общей шине 4, а база через резистор 18 — к общей шине 4, кроме того, коллектор транзистора 14 первой цепи 10 подключен к выходу 19 устройства, а базе — к коллектору транзистора 14 второй цепи 11.

ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователь работает следующим образом.

ТЛЭС-сигнал поступает на вход 8 преобразователя и создает на базе транзистора 1 перепад напряжения -0,4В относительно напряжения на базе транзистора 2, подключенной к шине опорного напряжения

9. Предположим, что входной сигнал по напряжению превышает опорное напряжение шины 9.

В этом случае транзистор 1 будет открыт, а транзистор 2 закрыт, так как на рези5

4 еторе 3 током, протекающим через транзистор 1, создается падение напряжения, смещающее переход эмиттер — база транзистора 2 в обратном направлении. Тогда напряжение плюсовой шины 5 через резистор 7 поступает на базу транзистора 12 первой цепи 10, транзистор 12 включается, и его эмиттерный ток протекает через цепь, состоящую из диодов 15, 16 и резисторов 17, 18. Напряжение на резисторе 18 открывает транзистор 14, коллектор которого подключен к выходу 19.

Степень насыщения выходного транзистора 14 ограничивается с помощью транзистора 13, так как при описанном включении потенциал коллектора транзистора

14 относительно нулевого потенциала общей шины 4 примерно равен величине падения напряжения на резисторе 17.

Как было отмечено выше, транзистор 1 открыт и потенциал его коллектора относительно нулевого потенциала общей шины 4 ниже напряжения плюсовой шины 5 на величину падения напряжения на резисторе 6, которое можно сделать таким, что транзистор 12 второй цепи 11 будет закрыт, так как его эмиттер соединен с общей шиной 4 через нелинейные элементы, диоды

15, 16 и резисторы 17, 18. Тогда будут закрыты и транзисторы 13, 14 второй цепи 11.

При переключении устройства в противоположное состояние сигнал на входе 8 снижается и база транзистора 1 оказывается под потенциалом, меньшим, чем база транзистора 2. Транзистор 2 открывается, а транзистор 1 закрывается. Это переключение происходит очень быстро, так как оба транзистора 1 и 2 работают в активном режиме. Тогда потенциал коллектора транзистора 2 становится ниже напряжения плюсовой шины 5 на величину падения напряжения на резисторе 7. Вследствие этого транзистор 12 первой цепи 10 закрыт, а значит, закрываются и транзисторы 13, 14 этой цепи. В то же время включается транзистор 12 второй цепи 11, а значит, и транзисторы 13, 14 этой цепи, при этом включение транзистора 14 второй цепи 11 ускоряет выключение транзистора 14 первой цепи 10, что приводит к быстрому переключению напряжения выхода с низкого уровня на высокий. Транзистор 13 второй цепи

11 ограничивает степень насыщения транзистора 14 и ускоряет его выключение при переключении устройства в первоначальное состояние, при котором транзистор 14 первой цепи 10 открыт.

Таким образом, при подключении вышеописанных двух аналогичных цепей к дифференциальному усилителю обеспечивается уменьшение зависимости выходного напряжения логического нуля и тока потребления от напряжения источника питания при сохранении высокого быстродействия, а также обеспечивается возможность реаА17844

Составитель Л. Петрова

Техред Н. Рыбкина

Корректор Е. Хмелева

Редактор В. Левятов

Заказ 1456/15 Изд. № 559 Тираж 1087

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапупова, 2 лизации логической функции «монтажное

ИЛИ», т. е. данный ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователь отличается стабильностью характеристик при изменении напряжения источника питания, высоким быстродействи- 5 ем и более 1нирокими функциональными возможностями.

Формула изобретения

ТЛЭС вЂ” ТТЛ-преобразователь, содержа- 10 щий дифференциальный усилитель, состоящий из первого и второго транзисторов, эмиттеры которых соединены между собой и подключены через резистор к общей шине, коллектор каждого транзистора подключен 15 через резистор к плюсовой шине, база первого транзистора подключена ко входу устройства, а база второго — к шине опорного напряжения, и первую цепь, состоящую из третьего транзистора, коллектор кото- 20 рого подключен к плюсовой шине, база— к коллектору второго транзистора дифференциального усилителя, а эмиттер через последовательно соединенные два диода и два резистора — к общей шине, и четверто- 25 го транзистора, коллектор которого подключен к выходу устройства, база через один из двуx последовательно соединенных резисторов этой цепи — к общей шине, эмиттер также — к общей шине, о тл и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения стабильности характеристик при сохранении высокого быстродействия, а также расширения функциональных возможностей, в него введены пятый транзистор в первую цепь, коллектор которого подключен к базе третьего транзистора, база — к катоду второго из двух последовательно соединенных диодов этой цепи, эмиттер — к коллектору четвертого транзистора, и вторая цепь, аналогичная первой с дополнительно введенным пятым транзистором, причем база третьего транзистора второй цепи подключена к коллектору первого транзистора дифференциального усилителя, а коллектор четвертого транзистора и эмиттер пятого транзистора подключены к базе четвертого транзистора первой цепи, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2258049, кл. H03F, 1975.

2. Патент США №3766406, кл. 307 — 203, 1976.