SU1274150A1 - Transistor-transistor logic element - Google Patents
Transistor-transistor logic element Download PDFInfo
- Publication number
- SU1274150A1 SU1274150A1 SU853927453A SU3927453A SU1274150A1 SU 1274150 A1 SU1274150 A1 SU 1274150A1 SU 853927453 A SU853927453 A SU 853927453A SU 3927453 A SU3927453 A SU 3927453A SU 1274150 A1 SU1274150 A1 SU 1274150A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transistor
- resistor
- base
- collector
- emitter
- Prior art date
Links
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Description
Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в цифровых логических схемах, когда требуетс повышенное быстродействие и помехоустойчивость. The invention relates to a pulse technique and can be used in digital logic circuits when increased performance and noise immunity is required.
Целью изобретени вл етс увеличение быстродействи и повышение помехозащищенности ТТЛ-элемента.The aim of the invention is to increase the speed and noise immunity of a TTL element.
На чертеже представлена принципиальна схема ТТЛ-элемента с использованием в качестве входного элемента п-р-п транзистора.The drawing shows a schematic diagram of a TTL element using a npp transistor as an input element.
ТТЛ-элемент содержит входной элемент 1, первый вьшод которого соединен с входом 2, второй вьшод через последовательно соединенные первый и второй резисторы 3 и 4 подключен к шине питани 5, а тре-, тий вывод соединен с базой фазоразделительного транзистора 6 типа п-р-п, коллектор которого через третий резистор 7 соединен с шиной питани 5 и с базой первого выходного транзистора 8 типа п-р-п,коллектор которого через четвертый резистор 9 соединен,с шиной питани 5, а эмиттер через диод 10 подключен к выходу 1I и коллектору второго выходного транзистора 12, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база - с эмиттером 6 и через п тый резистор 13 - с коллектором рассасывающего транзистора 14 типа п-р-п, эмиттер которого соединен с общей шиной, база через седьмой резистор 15 - с общей шиной и с коллектором дополнительного транзистора 16, база которого подключена к эмиттеру транзистора 8, а эмиттер через шестой резистор 17 подключен к точке соединени резисторов 3 и 4.The TTL element contains an input element 1, the first output of which is connected to the input 2, the second output through the first and second resistors 3 and 4 connected in series to the power supply bus 5, and the third output terminal is connected to the base of the phase separation transistor 6 -p, the collector of which is connected via the third resistor 7 to the power bus 5 and to the base of the first output transistor 8 of the nrp type, the collector of which is connected via the fourth resistor 9 to the power bus 5, and the emitter through the diode 10 is connected to the output 1I and the collector of the second output transistor and 12, the emitter of which is connected to the common bus, and the base - to the emitter 6 and through the fifth resistor 13 - to the collector of the absorbing transistor 14 of the pnp type, the emitter of which is connected to the common bus, the base through the seventh resistor 15 - to the common bus and with the collector of the additional transistor 16, the base of which is connected to the emitter of the transistor 8, and the emitter through the sixth resistor 17 is connected to the connection point of resistors 3 and 4.
В качестве ззходного элемента в предложенном ТТЛ-элементе кроме п-р-п может быть использован р-п-р транзистор, диод i-0iH диод Шоттки. As a starting element in the proposed TTL element, in addition to a pp, a pp transistor, a Schottky diode, an i-0iH diode, can be used.
Рассмотрим работу предложенного ТТЛ-элемента, когда в качестве входного элемента1 включен п-р-п транзистор .Consider the work of the proposed TTL-element, when as the input element1 turned on pnp transistor.
ТТЛ-элемент работает следующим образом.TTL-element works as follows.
В схему ТТЛ-элемента введена цепь обратной св зи. Это позвол ет при включении элемента сделать высокоомным сопротивление базовой цепи второго выходного транзистора 12, что ускор ет включение элемента. Пр выключении элемента цепь обратнойA feedback circuit has been introduced into the TTL element circuit. This allows, when the element is turned on, to make a high resistance of the base circuit of the second output transistor 12, which accelerates the switching on of the element. Pr off the element of the reverse circuit
св зи позвол ет сделать низкоомным сопротивление базовой цепи транзистора 12, что ускор ет выключение элемента.connection allows you to make low impedance the base circuit of the transistor 12, which accelerates the switching off of the element.
При никзком уровне напр жени навходе 2 (логическом О) транзистор 1 находитс в режиме насьщени .At the low voltage level of input 2 (logical O), transistor 1 is in saturation mode.
На коллекторе транзистора 1 уровень напр жени On the collector of the transistor 1 voltage level
UK.« и; + и,,„,UK. “And; + and ,, „,
где Up - напр жение логического Оwhere Up is the voltage of the logical O
на входе 2;input 2;
падение напр жени коллектор-эмиттер входного транзистора 1 в режиме насьщени . the voltage drop of the collector-emitter of the input transistor 1 in the saturation mode.
Уровн напр жени недостаточно , дл включени транзисторов 6 и 12 поэтому они выключены. Диод 10, транзистор 8 включены. Транзистор 8 находитс в активном режиме. На выходе 11 устанавливаетс уровень напр жени логической 1.The voltage level is not enough to turn on transistors 6 and 12, so they are turned off. Diode 10, transistor 8 included. Transistor 8 is in active mode. At output 11, a voltage level of logical 1 is set.
UBb,v« у,, - - и, ,UBb, v "u ,, - - and,,
ii
где - напр жение источника питани ;where is the voltage of the power source;
- падение наЛр жени на переходе база - эмиттер включенного транзистора; Ug - падение напр жени на включенном диоде. - the fall of the voltage on the base-emitter junction of the switched on transistor; Ug is the voltage drop across the on diode.
На базе транзистора 1 устанавливаетс потенциалPotential is established on the base of transistor 1
S,« + бз-.S, “+ bz-.
Величины резисторов 4,3 и 17 выбираютс такими, чтобы потенциал на эмиттере транзистора 16 бьш меньше, чем на базе транзистора 16. При этом транзистор 16 закрыт. Следовательно, закрыт и транзистор 14. Тока через резистор 13 нет.The values of the resistors 4.3 and 17 are chosen such that the potential at the emitter of the transistor 16 is less than at the base of the transistor 16. At the same time, the transistor 16 is closed. Therefore, the transistor 14 is also closed. There is no current through resistor 13.
В общей точке подключени резисторов 3,4 и 17 устанавливаетс потенциалA potential is established at the common connection point of resistors 3,4 and 17
IT - Ucc + Ua-э ) ., f..o ,, , и - -R- --g-RjHU,, + U,)IT - Ucc + Ua-e)., F..o ,,, and - -R- --g-RjHU ,, + U,)
и and
(1)(one)
cTlGcTlG
где потенциал на базе транзистора 16, ., - U ;(2)where the potential is at the base of the transistor 16,., - U; (2)
- падение напр жени на - voltage drop
включенном переходе транзистора 8; Ur(. - напр жение на шине питани 5; Rj,R - сопротивление резисторов 3 и 4. При логическом О на входе 2 т потреблени равен входному току ло гического О на входе, поскольку при отсутствии нагрузки токами резисторов 7 и 9 можно пренебречь. При Напр жении логического О на входе должно выполн тьс услови ( 1), которое с учетом (2) имеет ви Ucc-U.8.. При повышении входного напр жени растет потенциал на коллектор транзистора 1. Транзистор остаетс в режиме насыщени до тех пор, пока потенциал на его коллекторе н достигнет величины Транзистор 16 закрыт, пока поте циал на его базе не будет ниже вел чины (1) на величину напр жени от крывани перехода база - эмиттер. Поэтому при повьшении входного напр жени до величины 2 УЛ - кэн не ответвл етс ток в резистор 13, так как транзистор 14 закрыт и отсу ствует пологий участок передаточной характеристики в диапазоне входных напр жений Urfa- ик, и.эн-. и транзисторы 6 и 12 начинают переключатьс одновременно. Схема обладает улучшенной передаточной характеристикой, следовательно , улучшаетс помехозащищенность в состо нии логического О на входе. При дальнейшем росте входного напр жени и,,- 2 %, - и„„ Происходит переключение ТТЛ-элемента , транзистор 1 переходит в инверс ньй активный режим работы. Транзи торы 6 и I2 переход т в режим насыщени . На выходе 11 устанавливаетс низкий уровень напр жени логического nэи Где иадн - напр жение коллектор эмиттер транзистора 12 в режиме насыщени . 504 Потенциал на базе напр жени 16 понизитс до величины ,« + и,, тт где Uj,o - падение напр жени на включенном диоде 10. Понижение потенциала приводит к включению транзистора 16, который переходит в активньй режим. Включение транзистора 16 приводит к тому, что включаетс транзистор 14 , по вл етс ток резистора 13. Причем, чем меньше величина резистора I3, тем меньше базовый ток транзистора 12 и тем меньгае степень насыщени транзистора 12. При включении транзистора 16 и переходе транзистора 1 в инверсный режим в общей точке резисторов 3, 4 и 17 устанавливаетс некоторьй потенциал и. При этом ток резистора 4 равен сумме токов резисторов 3 и 17: IR IRH CU,,-U)G, (U-(2U, + Uj)) G,+ + (U-(U,,,+ и, + , )) G,, , де G. ,G ,G - проводимость резисторов 3,4 и 17; ( 2Ujj. + U ) - потенциал базы транзистора 1 при напр жении логическо 1 на входе 2; ( + и,н) потенциал на эмиттере транзистора I6 при напр жении логической 1 на входе 2; Vf - падение напр жени на переходе база коллектор транзистора 1 в инверсном режиме . Из (5) определ ем величину U: и §5LUcf J:Gii 2y4 iygj,)iG(y,) G.+ G.G,, Дл того, чтобы обеспечивалось ключение транзистора 16, необходимо, тобы в этом режиме между потенциаами и и Uj выполн лось соотношение. и - Uj и, .е. разницы должно хватить дл вклюени эмиттерИого перехода транистора 16, с учетом (4) и (6) словие (7), запишем в вицеthe switched transition of the transistor 8; Ur (. Is the voltage on the power bus 5; Rj, R is the resistance of resistors 3 and 4. With a logic O, the input 2 tons of consumption is equal to the input current of logic O at the input, because in the absence of a load, the currents of the resistors 7 and 9 can be neglected. At a logic voltage O, the conditions (1) must be fulfilled at the input, which, taking into account (2), has the voltage Ucc-U.8. As the input voltage rises, the potential to the collector of transistor 1 increases. The transistor remains in saturation mode until until the potential on its collector n reaches the value of Transistor 16 is closed until the pot The base at its base will not be lower than the value (1) by the amount of voltage from the base-emitter junction opening. Therefore, when the input voltage increases to 2 UL-ken, the current does not flow to resistor 13, since transistor 14 is closed and The flat transfer characteristic in the range of input voltages of Urfa, i.e., and transistors 6 and 12 begin to switch simultaneously, the circuit has an improved transfer characteristic, therefore, noise immunity is improved in a state of logical O at the input. With a further increase in the input voltage and ,, - 2%, - and „„ The switching of the TTL-element occurs, the transistor 1 switches to the inverse active mode of operation. Transistors 6 and I2 go into saturation mode. The output 11 sets the low voltage level of the logical ne, where iadn is the collector emitter voltage of the transistor 12 in the saturation mode. 504 The potential on the base of the voltage 16 decreases to the value of, “+ and,” where Uj, o is the voltage drop on the on diode 10. The lowering of the potential leads to the switching on of the transistor 16, which goes into active mode. Turning on the transistor 16 causes the transistor 14 to turn on, a resistor 13 appears. Moreover, the smaller the value of resistor I3, the lower the base current of transistor 12 and the lower the degree of saturation of transistor 12. When turning on transistor 16 and the transition of transistor 1 the inverse mode at a common point of resistors 3, 4 and 17 sets a certain potential and. The current of the resistor 4 is equal to the sum of the currents of the resistors 3 and 17: IR IRH CU ,, - U) G, (U- (2U, + Uj)) G, + + (U- (U ,,, + and, +, )) G ,,, de G., G, G - conductivity of resistors 3,4 and 17; (2Ujj. + U) is the base potential of transistor 1 with a voltage of logical 1 at input 2; (+ i, n) potential at the emitter of transistor I6 with a voltage of logical 1 at input 2; Vf is the voltage drop at the junction of the base of the collector of transistor 1 in inverse mode. From (5) we determine the value of U: and §5LUcf J: Gii 2y4 iygj,) iG (y,) G. + GG ,, In order to ensure the switching of the transistor 16, it is necessary that in this mode between the potentials and and Uj the ratio was satisfied. and - uj and, e. the difference should suffice to include the euransient transition of the transistor 16, taking into account (4) and (6) the word (7), we write in the vice
5127415051274150
(,.)l G Liyb«i-Ui t-yiLl ., G,7 В состо нии логического О на выходе логической 1 на входе резистора 4 равен Т - Uct Ucc Ujj +2 ол R R а N где и определ етс из (6), причем не должен превышать ток типо го ТТЛ-элемента, чтобы не увелич лась потребл ема мощность. Ток резистора 3 равен т и - (2 иаэ- ) т RJ-D i где - базовый ток транзистора Ток резистора 7 равен Т - У ее ; (). . М т R где Кб коллекторный ток транз ра 6; |)- питенциал на коллекто э . .транзистора 6 в режим насьп;ени ; R-J - сопротивление резисто Поскольку ток резистора 3 вл с базовым током транзистора 6, его должно хватить дл насыщени транзистора 7. Должно вьлолн тьс условие П.,1.5, где р - коэффициент усилени тра зистора 6; S- минимальна степень насы ни транзистора 6. С учетом (10) и (11) условие выгл дит: .)p , U celly i li При логической 1 на входе т резистора 17 определ етс из выр ни 1 ...1. , I - ток эмиттера транзисто S(6 . f (8)(,.) l G Liyb "i-Ui t-yiLl., G, 7 V state of logical O at the output of logical 1 at the input of resistor 4 is equal to T - Uct Ucc Ujj + 2 ol RR and N where and is determined from ( 6), and should not exceed the current of a typical TTL element so as not to increase the consumed power. The current of the resistor 3 is equal to t and - (2 iae-) t RJ-D i where - the base current of the transistor The current of the resistor 7 is equal to T - Its; () . M t R where KB is the collector current of trans 6; |) - Potential on the collective e. transistor 6 in the mode of the pan; R-J is the resistance of the resistor. Since the current of the resistor 3 is with the base current of transistor 6, it should suffice to saturate the transistor 7. Condition P., 1.5, where p is the gain factor of the transistor 6; S is the minimum degree of saturation of the transistor 6. Taking into account (10) and (11), the condition is:.) P, U celly i li For logical 1, the resistor 17 at the input is determined from level 1 ... 1. , I - emitter current transistor S (6. F (8)
и.,„+and., „+
Js Транзистор 16 находитс в активом режиме. Коллекторньй ток транистора 16 равен Т - - 6 -Мб р+1 Р де р - коэффициент усилени р-п-р транзистора 17. В насто щее врем технологи изготовлени интегральных схем позвол ет олучить р-п-р транзисторы с достаточно высокими коэффициентами усилени базового тока в активном режиме. оэтому при включении транзистора 16 основна часть тока эмиттера транзистора 16 идет в коллектор транзистора 16. Транзистор 14 включен и должен находитьс в режиме насыщени , его базовьш ток равен 8и М6 Ri5 1 -Ufe -R15 R,s -ток резистора 15; -сопротивление резистора 15, ток (16) должен быть достаточным дл насьпчени транзистора 14, При этом коллекторный ток равен I К14 R, гДе и. -падение напр жени перехода база. - эмиттер транзистора 12 в режиме насыщени ; -падение напр жени коллектор - эмиттер транзистора 14, Между базовым и коллекторным током транзистора 14 должно выполн тьс соотнощение WP IK-S Базовый ток выходного транзистора 12 в состо нии логического О на выходе I1 равен I 1 -I RT аъ K-i1 ДеГ„ ,,1 ,1 определ ютс из (10), КЛл-..J (11),(17). Базовый ток транзистора 12 должен . обеспечивать насыщение выходного трантранзистора 12, Транзистор 8 при состо нии логического О на выходе 1 закрыт. Таким образом, в состо нии логической 1 на входе 2 на выходе I1 устанавливаетс состо ние логического О, включаетс обратна св зь, что приводит к уменьшению ба зового тока насыщени выходного тра зистора 18, так как величина резист ра 13 выбираетс меньше величины ан логичного резистора базовой цепи вы ходного транзистора в типовом элементе . Рассмотрим работу ТТЛ-элемента в импульсном режиме. Когда в состо нии логического О на вход 2 приходит положительны фронт входного импульса, то на вход 2 устанавливаетс уровень логической 1. Транзисторы 6 и 12 еще не успевают включитьс и обратна св з резистор 17 - транзистор 16 не вклю чены. Весь ток резистора 4 идет на включение транзистора 6. Пока не включен транзистор 12, в общей точке подключени резисторов 3,4 и 17 потенциал устанавливаетс равным и .,) 42 и, +Js Transistor 16 is in active mode. The collector current of the rignor 16 is equal to T - - 6 -Mb p + 1 P de p - gain factor of the pnp of the transistor 17. At present, the technology of manufacturing integrated circuits allows to obtain ppp transistors with sufficiently high gain factors. base current in active mode. Therefore, when turning on transistor 16, the main part of the emitter current of transistor 16 goes to the collector of transistor 16. Transistor 14 is turned on and must be in saturation mode, its base current is 8 and M6 Ri5 1 -Ufe-R15 R, s-current of resistor 15; is the resistance of the resistor 15, the current (16) must be sufficient for the use of transistor 14, and the collector current is equal to I K14 R, dGe and. - voltage drop across the base. - emitter of transistor 12 in saturation mode; -dip of collector-emitter voltage of transistor 14. Between the base and collector current of transistor 14, the ratio WP IK-S should be performed. The base current of output transistor 12 in the state of logical O at output I1 is I 1 -I RT and K-i1 DeG ,, 1, 1 are determined from (10), CLL - .. J (11), (17). The base current of the transistor 12 must. ensure the saturation of the output transistor 12, the transistor 8 in the state of logical O at output 1 is closed. Thus, in the state of logical 1 at input 2, the output I1 is set to logical O, the feedback is turned on, which leads to a decrease in the base saturation current of the output resistor 18, since the resistor 13 is chosen less than the value of The base circuit of the output transistor in the sample element. Consider the operation of a TTL element in a pulsed mode. When, in the state of logic O, the front of the input pulse arrives at input 2, then logic level 1 is set to input 2. Transistors 6 and 12 do not have time to turn on and the feedback resistor 17 does not turn on transistor 16. The entire current of the resistor 4 goes to turn on the transistor 6. Until the transistor 12 is turned on, at the common connection point of resistors 3,4 and 17, the potential is set to and.,) 42 and, +
и .)().,,(,) and.) (). ,, (,)
G. Vs,r к.„ и« Через низкоомную цепь резистор 13 - транзистор 14 происходит быстрый разр д базового тока насыщенного выходного транзистора, тем быстрее , чем меньше величина резистора 13. Величину резистора 13 можно уменьшать неограничено при условии, чтобы сохранилось насыщение выходного транзистора 12 и транзистора 1 При этом уменьшение величины резистора 13 не вли ет на задержку включени схемы. Когда выключаетс транзистор 12, то потенциал на базе транзистора i 6 повьшаетс и обратна св зь выключа . Таким образом, предложенна схем ТТЛ-элемента позвол ет улучшить помехоустойсивость схемы и значител но увеличить быстродействие схемы при сохранении прежней мощности потреблени типового ТТЛ-элемента. Возможны различные варианты орга низации обратной св зи. Например, база транзистора 16 может подклю (21)G. Vs, r co. „And“ Through a low-resistance circuit resistor 13 - transistor 14 is quickly discharged from the base current of a saturated output transistor, the faster the smaller the value of resistor 13. The value of resistor 13 can be reduced unlimitedly provided that the output saturation remains the transistor 12 and the transistor 1. In this case, a decrease in the value of the resistor 13 does not affect the on-delay of the circuit. When transistor 12 is turned off, the potential at the base of transistor i 6 increases and the feedback is turned off. Thus, the proposed TTL element circuit improves the noise immunity of the circuit and, therefore, improves the circuit performance while maintaining the same power consumption of a typical TTL element. There are various options for organizing feedback. For example, the base of the transistor 16 can connect (21)
и,and,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853927453A SU1274150A1 (en) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Transistor-transistor logic element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853927453A SU1274150A1 (en) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Transistor-transistor logic element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1274150A1 true SU1274150A1 (en) | 1986-11-30 |
Family
ID=21188508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853927453A SU1274150A1 (en) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Transistor-transistor logic element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1274150A1 (en) |
-
1985
- 1985-07-04 SU SU853927453A patent/SU1274150A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1274150A1 (en) | Transistor-transistor logic element | |
| US4287435A (en) | Complementary transistor inverting emitter follower circuit | |
| JP2535813B2 (en) | ECL-TTL conversion output circuit | |
| US4553046A (en) | Monolithically integratable bistable multivibrator circuit having at least one output that can be placed in a preferential state | |
| KR930009152B1 (en) | Ecl logic circuit | |
| US4258276A (en) | Switching circuit for connecting an AC source to a load | |
| US4562364A (en) | TTL Circuit in which transient current is prevented from flowing therethrough | |
| JPS6281120A (en) | Semiconductor device | |
| SU1058061A1 (en) | Logic element | |
| SU1651372A1 (en) | Transistor-transistor inverter | |
| SU1621165A1 (en) | Transistor logic component | |
| SU617844A1 (en) | Tlec-to-ttl converter | |
| KR100195395B1 (en) | An electronic comparator device with hysteresis | |
| SU1338014A1 (en) | Flip-flop former | |
| EP0250007A2 (en) | TTL Buffer circuit | |
| SU1104581A1 (en) | Reading amplifier | |
| SU924835A1 (en) | Flip-flop | |
| SU1637003A1 (en) | Pulse driver | |
| US6870389B2 (en) | Differential circuit with current overshoot suppression | |
| SU1001479A1 (en) | Integrated logic circuit | |
| SU1160543A2 (en) | Schmitt flip-flop | |
| SU1649652A1 (en) | Transistorized relay | |
| SU1132364A1 (en) | Reading amplifier | |
| SU1275758A1 (en) | Logic element | |
| SU1083340A1 (en) | Power amplifier |