Transistor-transistor logic

Transistor-transistor logic

Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ, TTL) — разновидность цифровых микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов и резисторов. Название транзисторно-транзисторный возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций (например, И, ИЛИ), так и для усиления выходного сигнала (в отличие от резисторно-транзисторной и диодно-транзисторной логики).

ТТЛ получила широкое распространение и применяется в компьютерах, АСУТП, электронных музыкальных инструментах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре. Благодаря широкому распространению ТТЛ входные и выходные цепи электронного оборудования часто выполняются совместимыми по электрическим характеристикам с ТТЛ.

Содержание

История

ТТЛ стала популярной среди разработчиков электронных систем после того, как в 1965 фирма Texas Instruments представила серию интегральных микросхем 7400. Данная серия микросхем стала промышленным стандартом, но ТТЛ-микросхемы производятся и другими компаниями. Более того, фирма Texas Instruments не была первой, кто начал выпуск ТТЛ микросхем, несколько ранее его начали фирмы Sylvania и Transitron. Тем не менее промышленным стандартом стала именно серия 74 фирмы Texas Instruments, что в значительной мере объясняется большими производственными мощностями фирмы Texas Instruments, а также её усилиями по продвижению серии 74. Поскольку серия 74 стала наиболее распространённой, другие фирмы перешли к выпуску совместимых с ней по параметрам и цоколёвке ТТЛ микросхем. Важность ТТЛ заключается в том, что ТТЛ-микросхемы оказались более пригодны для массового производства и при этом превосходили по параметрам ранее выпускавшиеся серии микросхем (резисторно-транзисторная и диодно-транзисторная логика).

Принцип работы

Принцип работы ТТЛ с простым инвертором:

При нулевом уровне любом входе VT1 работает в нормальном режиме и формирует на базе VT2 потенциал близкий к нулю. В этом состоянии неосновные носители из базы VT2 рассасываются не только через коллектор, но и через открытый VT1.
Если ноль подается на один из входов VT1, то наблюдается максимальный входной ток I=(E-0,7)/R1. В этом случае через другие эмиттерные переходы может наблюдаться паразитный ток. Чтобы он не был слишком велик неиспользуемые входы элемента присоединяются к источнику питания +5В, -5В через резистор с сопротивлением 1кОм, который может работать на 10 входов ТТЛ. Если свободные входы не подключаются ни к чему, то логика работы схемы сохраняется но паразитная емкость входных цепей будет уменьшать быстродействие ципе из расчета 2 нс на 1 вход. Свободные входы могут воспринимать сигнал помехи, который может привести к сбою в работе схемы.
Если на все входы поступает уровень логической единицы, то VT1 окажется инверсно-включенным, ток R1 течет через коллектор VT1 в базу VT2, на выходе формируется ноль.
Если резистор R2 не используется, то мы имеем дело с элементом с открытым коллектором, у которого в условном обозначении используется дополнительный символ.

Упрощенная схема двухвходового элемента И-НЕ.

ТТЛ-логика (как и ТТЛШ) является прямым наследником ДТЛ и использует тот же принцип действия. Входной ТТЛ-транзистор (в отличие от обычного) имеет несколько, обычно от 2 до 8, эмиттеров. Эти эмиттеры выполняют роль входных диодов (если сравнивать с ДТЛ). Многоэмиттерный транзистор по сравнению с применявшейся в схемах ДТЛ сборкой из отдельных диодов занимает меньше места на кристалле и обеспечивает более высокое быстродействие. Следует отметить, что в микросхемах ТТЛШ, начиная с серии 74LS, вместо многэмиттерного транзистора используется сборка диодов Шоттки (серия 74LS) или PNP транзисторы в сочетании с диодами Шоттки (серии 74AS, 74ALS), так что фактически произошёл возврат к ДТЛ. Название ТТЛ заслуженно носят лишь серии 74, 74H, 74L, 74S, содержащие многоэмиттерный транзистор. Все более поздние серии многоэмиттерного транзистора не содержат, фактически являются ДТЛ и носят название ТТЛШ (ТТЛ Шоттки) лишь "по традиции", будучи развитием именно ТТЛ.

Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки (ТТЛШ)

В ТТЛШ используются транзисторы Шоттки, в которых барьер Шоттки не позволяет транзистору войти в режим насыщения в результате чего диффузионная ёмкость мала и задержки переключения малы, а быстродействие высокое.

ТТЛШ-логика отличается от ТТЛ наличием диодов Шоттки в цепях база — коллектор, что исключает насыщение транзистора, а также наличием демпфирующих диодов Шоттки на входах (редко на выходах) для подавления импульсных помех, образующихся из-за отражений в длинных линиях связи (длинная - понятие относительное, длинной считается линия, время распространения сигнала в которой больше длительности его фронта, для самых быстрых ТТЛШ микросхем линия становится длинной начиная с длины в несколько сантиметров).

Разновидности

Серии ТТЛ-микросхем зарубежного производства

В скобках указаны типовые значения времени задержки (Tpd) и потребляемой мощности (Pd) для каждой серии, взятые из документа SDAA010.PDF фирмы Texas Instruments, кроме 74F, для которой данные взяты из AN-661 фирмы Fairchild.

  • 74 — базовая ТТЛ-серия. Несмотря на то, что была первой серией, выпускавшейся фирмой Texas Instruments, до сих пор находится в производстве (Tpd = 10 нС, Pd = 10 мВт);
  • 74L — серия с пониженным энергопотреблением, заменена серией LS, а также КМОП-микросхемами, значительно превосходящими её по экономичности (Tpd = 33 нС, Pd = 1 мВт);
  • 74H — повышенная скорость. Использовалась в 1960-е - начале 1970-х годов и была заменена S-серией (Tpd = 6 нС, Pd = 22 мВт);
  • 74S — с диодами Шоттки (Schottky). Хотя устарела (её превосходят серии 74AS и 74F), до сих пор производится фирмой Texas Instruments (Tpd = 3 нС, Pd = 19 мВт);
  • 74LS — с диодами Шоттки и пониженным энергопотреблением (Low Power Schottky) (Tpd = 9 нС, Pd = 2 мВт);
  • 74AS — улучшенная с диодами Шоттки (Advanced Schottky) (Tpd = 1,7 нС, Pd = 8 мВт);
  • 74ALS — улучшенная с диодами Шоттки и пониженным энергопотреблением (Advanced Low Power Schottky) (Tpd = 4 нС, Pd = 1,2 мВт);
  • 74F — быстрая с диодами Шоттки (Fast) (Tpd = 1,7 нС, Pd = 4 мВт, в действительности 74F несколько уступает по быстродействию 74AS);

Префикс серии "74" обозначает коммерческий вариант микросхем, "54" - военный.

Серии ТТЛ-микросхем отечественного производства

  • 106 - ранняя серия ТТЛ микросхем, пониженной степени интеграции (не более 2 логических элементов в одном корпусе), предназначенная для тяжёлых условий эксплуатации (военная аппаратура, космос, и т.п.). Не имеет аналогов среди микросхем фирмы Texas Instruments.
  • 133 и 155 соответствуют сериям 54 и 74;
  • 130, 131 — сериям 54H и 74H;
  • 134, КР134 - сериям 54L и 74L;
  • 136 и 158 — близки к сериям 54L и 74L, но имеют вдвое большее энергопотребление при несколько большем быстродействии;
  • 530 и 531 — сериям 54S и 74S;
  • 533 и 555 — сериям 54LS и 74LS;
  • 1530 — серии 74AS (приблизительное соответствие);
  • 1531 — серии 74F;
  • 1533 — серии 74ALS;

См. также

Ссылки


Логические микросхемы
ЭСЛ | ДТЛ | РТЛ | ТТЛ | N-МОП | КМОП



Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Полезное


Смотреть что такое "Transistor-transistor logic" в других словарях:

  • Transistor–transistor logic — (TTL) is a class of digital circuits built from bipolar junction transistors (BJT), and resistors. It is called transistor–transistor logic because both the logic gating function (e.g., AND) and the amplifying function are performed by… …   Wikipedia

  • Transistor-transistor logic — Pour les articles homonymes, voir TTL. Transistor Transistor Logic ou TTL est une famille de circuits logiques utilisée en électronique inventée dans les années 1960. Cette famille est réalisée avec la technologie du transistor bipolaire et tend… …   Wikipédia en Français

  • transistor-transistor logic — loginis tranzistorinis tranzistorinis grandynas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. transistor transistor logic vok. Transistor Transistor Logik, f rus. транзисторно транзисторная логика, f; транзисторно транзисторная логическая …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Transistor-Transistor logic — Pour les articles homonymes, voir TTL. Composants TTL Transistor Transistor Logic ou TTL est une famille de circuits logiques utilisée en électroniq …   Wikipédia en Français

  • transistor-transistor logic gate — loginis tranzistorinis tranzistorinis elementas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. transistor transistor logic gate vok. Transistor Transistor Logikgatter, n rus. элемент транзисторно транзисторной логической схемы, m pranc.… …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Diode–transistor logic — DTL redirects here. For other uses, see DTL (disambiguation). Diode–transistor logic (DTL) is a class of digital circuits that is the direct ancestor of transistor–transistor logic. It is called so because the logic gating function (e.g., AND) is …   Wikipedia

  • Resistor–transistor logic — (RTL) is a class of digital circuits built using resistors as the input network and bipolar junction transistors (BJTs) as switching devices. RTL is the earliest class of transistorized digital logic circuit used; other classes include… …   Wikipedia

  • Pass transistor logic — In electronics, pass transistor logic (PTL) describes several logic families used in the design of integrated circuits. It reduces the count of transistors used to make different logic gates, by eliminating redundant transistors. Transistors are… …   Wikipedia

  • Resistor-transistor logic — Saltar a navegación, búsqueda RTL es el acrónimo inglés de resistor transistor logic o lógica de resistencia transistor. Fue la primera familia lógica en aparecer antes de la tecnología de integración. Pertenece a la categoría de familias lógicas …   Wikipedia Español

  • diode-transistor logic — loginis diodinis tranzistorinis grandynas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. diode transistor logic; transistor diode logic vok. Dioden Transistor Logik, f; Transistor Dioden Logik, f rus. диодно транзисторная логика, f; диодно …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • resistor-transistor logic — loginis varžinis tranzistorinis grandynas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. resistor coupled transistor logic; resistor transistor logic vok. widerstandsgekoppelte Transistorlogik, f; Widerstands Transistor Logik, f rus. резисторно… …   Automatikos terminų žodynas


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»