Затем появилось семейство ИС с диодно-транзисторной логикой (ДТЛ), которое обладало улучшенным быстродействием, и семейство € эмиттерными связями (ЭСЛ), имевшее связи по переменному току, которое было и все еще остается самым быстродействующим семейством ИС. Настоящий бум в цифровой логике произвело появление семейства полупроводниковых приборов с транзисторно-транзисторной логикой (ТТЛ, или ТЛ). И хотя сейчас семейство комплементарных МОП-схем (КМОП-схем) превзошло семейство ТТЛ; последнее все еще находит очень широкое применение, даже в новых разработках.

Типовое быстродействие ТТЛ-схем составляет около 20 МГц, но у некоторых приборов этого семейства, так же как и у определенных его подсемейств, быстродействие достигает 80 МГц. Однако на высоких частотах, свыше 1 МГц, на качестве работы устройства начинают существенно сказываться топология и монтаж ИС. Почти обязательной для исполнения является рекомендация применять на этих частотах печатные платы с широкими печатными проводниками. Дело в том, что проводники просто оказывают слишком сильное индуктивное влияние на импульсы, что порождает множество проблем, которые трудно или невозможно разрешить.

Мы не будем тратить время на то, чтобы обсудить работу всех ТТЛ-схем, но для того, чтобы составить представление об их работе, рассмотрим типичный инвертор. Если вы незнакомы с элементарной теорией транзисторов, рекомендую обратиться к гл. 4 и изучить кое-что сейчас.

ТТЛ-инвертор показан на рис. 2.9. Он представляет собой транзисторную схему с непосредственными связями. Транзисторы q2 н Qs образуют дополняющую пару, а Qi работает как инвертирующий усилитель в коллекторной цепи и как неинвертирующий усилитель в эмиттерной цепи. Высокий уровень напряжения (+5 В), поданный на базу транзистора Qi, приводит его в режим насыщения. При этом потенциал коллектора Qi понижается, а потенциал эмиттера повышается. Это в свою очередь приводит к снятию смещения на базе транзистора Qs, и он входит в режим отсечки. С другой стороны, на транзистор q2 подается большое смещение. В результате q2 также входит в режим насыщения, следовательно, потенциал его коллектора будет составлять О В или около того. Однако коллектор транзистора q2 является также выходом устройства. Это означает, что мы имеем такое состояние, при котором высокий уровень напряжения на входе порождает низкий уровень напряжения на выходе.

Если на базу транзистора Qi подать низкий уровень напряжения, Qi войдет в режим отсечки. Это приведет к тому, что напряжение на эмиттере Qi станет нулевым, а на коллекторе - высоким. При этом транзистор q2 будет находиться в режиме отсеч-

*5в пост, топа о

о 1-а

Рис. 2.9. Принципиальная схема типичного ТТЛ-иивертора.

ки, а транзистор q3 будет открыт. В таких условиях через транзистор 03 и диод д1 передается напряжение Усе (-f), которое порождает на выходе высокий уровень напряжения (+5 В). Табл. 2.2 содержит перечень наиболее доступных ТТЛ-схем.

КМОП-вентили и др.

Цифровые логические интегральные КМОП-схемы принадлежат к самому последнему семейству полупроводниковых приборов; хочу, однако, предупредить, что подписывать некролог ТТЛ-семейству пока еще рано. В основе КМОП-приборов лежит полевой транзистор, прищедщий на смену биполярным транзисторам, которые использовались в ТТЛ-семействе, а также в других более ранних семействах ИС.

Оба типа транзисторов обсуждаются в гл. 4, поэтому, если они вам еще незнакомы, рекомендую забежать вперед и прочитать гл. 4, или языком вычислительной техники сказанное можно записать:

201 ЕСЛИ (незнакомы) ПЕРЕЙТИ К ГЛ. 4

202 ЕСЛИ (знакомы) ПРОДОЛЖАТЬ ЧТЕНИЕ

Таблица 2.2

НОМЕРА типичных ТТЛ-УСТРОЙСТВ

7400 7401

7402 7403

7404 7405 7406

7407

7408 7409

7410 7414 7416

7417

7420 7430 7432 7437 7440 7442

7445

7446

7447

7473 7474 7475 7476 7483 7485 7486 7489 7490 7492 7493 7495 7496

Вентиль НЕ И с двумя входами (в одном корпусе 4 элемента) Вентиль НЕ И с двумя входами, выход с открытым коллектором (в одном корпусе 4 элемента)

Вентиль НЕ ИЛИ с двумя входами (в одном корпусе 4 элемента) Вентиль НЕ И с двумя входами, выход с открытым коллектором (в одном корпусе 4 элемента) Инвертор (в одном корпусе 6 элементов)

Инвертор с открытым коллектором (в одном корпусе 6 элементов) Инвертор с открытым коллектором, работает при напряжении до 30 В (в одном корпусе 6 элементов)

Неинвертирующий формирователь с открытым коллектором, работает при напряжении до 30 В

Вентиль И с двумя входами (в одном корпусе 4 элемента) Вентиль И с двумя входами, выход с открытым коллектором (в одном корпусе 4 элемента)

Вентиль НЕ И с тремя входами (в одном корпусе 3 элемента) Триггер Шмитта (в одном корпусе 6 элементов) Инвертирующий формирователь, работает при напряжении до 15 В (в одном корпусе 6 элементов)

Неинвертирующий формирователь, работает при напряжении до 15 В (в одном корпусе 6 элементов)

Вентиль НЕ И с четырьмя входами (в одном корпусе 2 элемента) Вентиль НЕ И на восемь входов (водном корпусе один элемент) Вентиль ИЛИ с двумя входами (в одном корпусе 4 элемента) Буфер НЕ И с двумя входами (в одном корпусе 4 элемента) Буфер НЕ И на четыре входа (в одном корпусе 2 элемента) Дешифратор двоично-десятичного кода в десятичный, по выходам совместим с ТТЛ-схемами

Дешифратор двоично-десятичного кода в десятичный, работает на больших токах (80 мА), напряжение на выходах 30 В Дешифратор двоично-десятичного кода в десятичный, выходы работают на лампу Nixie

Дешифратор двоично-десятичного кода в семисегмеитный код, ток

40 мА, напряжение на выходах 30 В

Ж-триггер (в одном корпусе 2 элемента)

D-триггер (в одном корпусе 2 элемента)

Элемент памяти на 4 одноразрядных числа (4X1)

/Я-триггер (в одном корпусе 2 элемента)

Полный четырехразрядный сумматор

Два четырехразрядных амплитудных компаратора

Вентиль ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (в одном корпусе 4 элемента)

Элемент памяти на 16 четырехразрядных чисел (16X4)

Десятичный счетчик-дешифратор (коэффициент деления 10)

Счетчик с коэффициентом деления 12

Счетчик с коэффициентом деления 16

Четырехразрядный регистр сдвига типа PIPO"

Пятиразрядный регистр сдвига типа PIPO

) PIPO (parallel input - parallel output) - регистр сдвига с параллельным входом и с параллельным выходом.