Елемент ТТЛШ серії КР1531, КР1533

Елементи ТТЛШ нових серій КР1531 (умовна назва FAST) і КР1533 (умовне позначення ALS) виготовляються за технологією «ізопланар 11», яка використовує іонну імплантацію (точне дозоване впровадження атомів доміш­ки), прецизійну фотолітографію, що дозволяє у вісім разів зменшити площу, яку елементи займають у кристалі. Істотно зменшені споживана потужність і робота перемикання, вхідні струми при низьких рівнях напруги (І_IL≤0,1 мА). Схема типового елемента ТТЛШ серії КР1531 показана на рис. 2.17. Елемент реалізує операцію НЕ І для двох змінних Х₁ і Х₂.

У розглянутому елементі на виході діодної схеми збігу увімкнутий дода­тковий підсилювач на транзисторі VT1. При збігу високих вхідних рівнів нап­руги діоди VD3 і VD4 закриваються, а транзистор VT1 відкривається. Струм емітера створює на резисторі R8 падіння напруги, яке керує фазоінверсним кас­кадом. Додаткові діоди VD6 і VD7 ємнісними струмами своїх переходів прис­корюють процес перемикання транзистора VT1.

У елементах серії КР1533 (рис. 2.18) як діоди схеми збігу використову­ють емітерні переходи p-n-p транзистора VT7 і VT8. Переходи закриті при співпадінні високих рівнів напруг на входах; відкриваються транзистори VT1,
VT2, VT5 і VT6. Якщо хоча б на один із входів подано низький рівень, то струм, що протікає через резистор R1, замикається на загальний вивід по колу емітер – колектор p-n-p транзистора. Внаслідок цього транзистори VT1, VT2, VT5 і VT6 закриваються, а VT3, VT4 – відкривається. Застосування схеми збігу на перехо­дах p-n-p транзисторів дозволило, в порівнянні із ТТЛШ серії КР1531, зменши­

ти у 20 разів вхідний струм І_IL, що виходить із входів.

Елементи ТТЛ і ТТЛШ з відкритим колекторним

Входом і трьома станами

Для роботи на нестандартне навантаження, наприклад, лампу розжарю­вання (ЛР), обмотку реле розроблено схеми елементів ТТЛ і ТТЛШ з відкритим колектором(рис. 2. 19, а). При збігу високих рівнів на входах транзистор VT3 відкривається і ЛР світиться. Якщо хоча б на одному з входів буде низький рі­вень напруги, транзистор VT3 закривається і ЛР гасне.

Якщо виходи декількох елементів із відкритим колектором підключаю­ться до джерела живлення через загальний колекторний резистор, то така схема реалізує функцію НЕ-І-ЧИ (рис. 2.19, в).

У схемах елементів ТТЛ і ТТЛШ з’єднання виходів декількох елементів для уникнення протікання високого струму від виходу з високим рівнем напру­ги U_СС на вихід з низьким рівнем U_OL неприпустиме, оскільки може призвести до виходу з ладу мікросхеми. При необхідності такого прямого з’єднання вихо­дів (засіб «монтажне ЧИ») використовують елементи з трьома станами. Два стани виходів – це звичайна видача значень лог. 0 та лог. 1.

Третій стан характеризується нескінченно високим вихідним опором, ко­ли елемент практично цілком відключається від навантаження, тобто не спо­живає і не видає струму. Це досягається рядом схемних рішень, у тому числі і найпростішим, зображеним на рис. 2. 20. а. В цьому випадку, коли діод VD1 під'єднаний до емітера і колектора транзисторів VT1 і VT2, а на катод діода подається керуючий сигнал Z з високим рівнем напруги (лог). 1), то схема пра­цює як елемент НЕ І.

Якщо керуючий сигнал Z - низький рівень напруги (лог. 0), то БЕТ і ко­лектор транзистора VT2 (а відповідно і база транзистора VT3) підключається через відкритий діод VD1 до шини землі. У цьому випадку всі транзистори зак­риті і елементи переходять у закритий стан (Z-стан). У серіях мікросхем часто керуючий сигнал є інверсним. При об’єднанні виходів елементів ТТЛ з трьома станами (рис. 2.20, в) керуючі сигнали мають подаватися почерго­во.

Для елементів з трьома станами введені такі часові параметри для за­дання затримок поширення:

t_LZ і t_HZ – тривалість затримки при переході з низького і високого рів­нів вихідної напруги в стан «вимкнено» відповідно;

t_ZL і t_ZH – тривалість затримки при переході з стану «вимкнено» у стан низького рівнів вихідної напруги відповідно.