Счетчики

    Выражения Булевой алгебры:

 Таблица истинности для этого  элемента:

 JK триггер

 Является  самым распространенным видом триггера, имеет булеву функцию вида:

  ,

 при условии что RS=1.

JK триггер удобен тем, что при различных подключениях его входов можно получить схемы, функционирующие как RS-,D-,T- триггеры. Обозначение:

Расчетная часть

БАЗОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ  СЕРИЙ                                                               ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНОЙ  ЛОГИКИ

      Основные характеристики и параметры. Основные серии элементов ТТЛ включают следующий перечень номеров:

      а) 133, 155, К155, КМ155 —  получившие название «стандартные   серии»;

      б) 130, К131, 599 — серии  с «высоким быстродействием»;

      в) 134, 158 — «микромощная серия»;

      г) 530, К531, 1531, 1533 — серии «с диодами Шотки» высокого быстродействия с малым потреблением мощности;

      д) К555, 533 — «микромощная серия с диодами Шотки»,

      Элемент ТТЛ появился как результат развития элемента ДТЛ благодаря замене матрицы  диодов многоэмиттерным транзистором (МЭТ), представляющим собой интегральный прибор, объединяющий свойства диодных логических схем и транзисторного усилителя.

    -Функция «И» в МЭТ выполняется  в общих для нескольких эмиттеров  базовой и коллекторной областях.

    Основное  структурное отличие МЭТ от обычных транзисторов в том, что он имеет несколько эмиттеров, расположенных таким образом, что прямое взаимодействие между ними через разъединяющий их участок пассивной базы практически исключается.

    Многоэмиттерный транзистор представляет собой совокупность нескольких транзисторных структур, имеющих общий коллектор и общую базу и непосредственно взаимодействующих друг с другом только за счет движения основных носителей.

    Логика  работы. Базовый логический элемент серий ДТЛ, как и в ДТЛ, является элементом Шеффера (элемент И-НЕ) и реализует операцию логическое умножение с отрицанием.

    Он  всегда представляет собой двоичный логический элемент «1», кроме случая, когда «1» присутствует на всех входах одновременно.

    Ниже  приведена таблица, которая реализует логику работы элемента Шеффера на три входа. Данная таблица называется таблицей состояний. 

     Логическое  уравнение работы элемента, составленное на основании таблицы, записывается в виде

    Минимальное число вхдов, которое может быть, равно двум.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    АНАЛИЗ  СТАТИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАБОТЫ

     На рис 3.2 приведена принципиальная электрическая схема элемента ТТЛ. рис 3.2

    В этой схеме пунктиром показаны внешние  элементы ТТЛ, подключаемые к выходу основного элемента.

    Схема состоит из двух частей:

               - входная, реализующая функцию  «И», содержит резистор R1 и МЭТ; 

               - выходная, реализующая функцию  «НЕ», содержит сложный инвертор  на транзисторах Т1…Т3. Последний  состоит из фазораспределяющего  каскада (Т1, R2, R3), предназначенного для противофазного переключения транзисторов T2, T2 и выходного усилителя (T2, T3, Д, R4).

    Транзистор  Т1 выполняет также функцию диода  смещения, тем самым увеличивает  порог переключения схемы, повышая  ее помехоустойчивость.

    Количество  входов у реальных схем К   8. Увеличение количества входов расширяет логические возможности схемы элемента, однако ухудшает ее динамические параметры.

    В зависимости от значения вытекающего  тока транзистор Т2 может работать как  в активном режиме, так и в режиме насыщения.

    В большинстве серий транзистор Т2 работает в активном режиме при небольших токах нагрузки.

    Резистор  R4 предохраняет Т2 и Д от перегрузки при замыкании выхода элемента «на землю». Кроме того, резистор R4 ограничивает ток в цепи коллектора транзистора Т2 при переключении элемента.

    Резистор  R3 обеспечивает запирание транзистора T3. Последний рассчитан на большой рабочий ток и имеет малое время рассасывания. Через него ток нагрузок входит в схему элемента.

    Bыходной каскад обеспечивает малое время переключения при значительных емкостях нагрузки.

    Сопротивление резистора R4 выбирается исходя из заданного значения предельно допустимого тока транзисторов T2, T3 и диода Д и обычно составляет:

    R4 = 50...500 Ом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    АНАЛИЗ  РЕЖИМОВ ВКЛЮЧЕНИЯ

    На  рис 3.3,а показан инверсный активный режим транзистора э-б-к, находящегося в структуре МЭТ.

 коэффициент усиления по току для одного эмиттера, когда остальные отключены   
 
 
 
 
 
 

    На  рис 3.3,б показано инверсное включение  МЭТ.

    К - количество входов

    На  рис 3.3,в показан режим насыщения  транзистора э-б-к.

     - инверсный  коэффициент усиления по току  для одного эмиттера, когда остальные  отключены  

    - прямой ток через эмиттерный  переход 
 
 
 
 
 
 

    На  рис 3.3,г показан нормальный режим  включение МЭТ.

     Приблизительно  можно считать, что 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Методика  расчета элемента ТТЛ с корректирующей цепочкой.

      При рассмотрении методики расчета используется принципиальная электрическаясхема на рис. 3.4.

    Запишем исходные данные:

    Также нам понадобятся следующие соотношения:                                 

    R1/R2=2..4;

    R2/R3=1..2;

    R2/R4=10;

    R2=R5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    РАСЧЕТ  СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

    1)  Зададим отношение R1/R2=3 и определяем:

    R2=R1/2,5          

    2) Используя нижнюю формулу и выражение (1) находим R1

    3)Из (1) и (2) находим R2:

    4)     Зададим отношение R2/R3=1,5 и определим R3:

    5)     Зададим отношение R2/R4=10 и определим R4:

    6)   Поскольку R2=R5, то присваиваем значение резистора R2 резистору R5:

    7)     Определяем входной ток логической  «1» (через каждый закрытый  эмиттерный переход):

    8)Определяем  входной ток логического «0»  (один эмиттерный переход открыт, другие - закрыты):

    9)Определяем  напряжение порога переключения:

    10)Определяем  запас помехоустойчивости по  уровню «0»:

    11)Определяем  запас помехоустойчивости по  уровню «1»:

     12)Определяем  ток, потребляемый элементом в состоянии «0» на выходе: