Transistor-Transistor_Logic определение на Transistor-Transistor_Logic и синоними на

От Уикипедия, свободната енциклопедия

Транзисторно-транзисторната логика(TTL,TTL) е вид цифрови логически схеми, базирани на биполярни транзистори и резистори. Иметотранзистор-транзисторвъзниква от факта, че транзисторите се използват както за изпълнение на логически функции (например И, ИЛИ), така и за усилване на изходния сигнал (за разлика от логиката резистор-транзистор и диод-транзистор).

Най-простият основен TTL елемент изпълнява логическа операция И-НЕ, по принцип повтаря структурата на микросхемите DTL и в същото време, чрез използването на транзистор с много емитери, съчетава свойствата на диод и транзисторен усилвател, което позволява да се увеличи скоростта, да се намали консумацията на енергия и да се подобри технологията за производство на микросхеми.

TTL е широко разпространен в компютрите, електронните музикални инструменти, както и в оборудването за измерване и контрол (контролно и измервателно оборудване). Поради широкото използване на TTL, входните и изходните вериги на електронното оборудване често се правят електрически съвместими с TTL. Максималното напрежение в TTL вериги може да достигне 24V, но това води до голямо ниво на фалшив сигнал. Достатъчно ниско ниво на фалшив сигнал, като същевременно се поддържа достатъчна ефективност, се постига при напрежение от 5 V, поради което тази цифра е включена в техническите регламенти на TTL.

Съдържание

TTL стана популярен сред дизайнерите на електронни системи, след като Texas Instruments представи серията интегрални схеми 7400 през 1965 г. Тази серия интегрални схеми стана индустриален стандарт, но други компании също правят TTL схеми. | Повече ▼Освен това Texas Instruments не беше първият, който започна да произвежда TTL микросхеми, Sylvania и Transitron го започнаха малко по-рано. Въпреки това серия 74 на Texas Instruments се превърна в индустриален стандарт, което до голяма степен се дължи на големия производствен капацитет на Texas Instruments, както и на усилията й да популяризира серия 74. Тъй като биполярните интегрирани интегрални схеми от серия Texas Instruments 74 станаха най-често срещаните, те се повтарят функционално и параметрично от продукти на други компании (Advanced Micro Devices, серия 90/9N/9L/9H/9S Fairchild, Harris, Intel, Intersil, Motorola, National и др. e).

Значението на TTL се крие във факта, че TTL микросхемите се оказаха по-подходящи за масово производство и в същото време надминаха произведените по-рано серии от микросхеми (резисторно-транзисторна и диодно-транзисторна логика) по отношение на параметрите.

Принцип на действие

Принципът на работа на TTL с прост инвертор:

Биполярните транзистори могат да работят в нормален и обърнат режим. В инверсен режим емитерът и колекторът са обърнати. В обратен режим усилването на транзистора, поради по-малката площ на прехода база-колектор от площта на прехода база-емитер, е много по-малко, отколкото в нормален режим При нулево ниво на всеки вход, VT1 работи в нормален режим и формира потенциал близо до нула въз основа на VT2. В това състояние второстепенните носители от базата VT2 се абсорбират не само през колектора, но и през отворения VT1 Ако към един от входовете VT1 се приложи нула, тогава се наблюдава максималният входен ток I = (E-0.7) / R1 В този случай паразитен ток може да се наблюдава през други емитерни преходи. За да не е много голям, неизползваните входове на елемента се свързват към захранването + 5V, -5V през1kΩ резистор, който може да управлява 10 TTL входа. Ако свободните входове не са свързани с нищо, тогава логиката на веригата се запазва, но паразитният капацитет на входните вериги ще намали скоростта на веригата със скорост от 2 ns на 1 вход. Свободните входове могат да възприемат шумов сигнал, който може да доведе до неизправност на веригата. Ако към всички входове се приложи логическо едно ниво, тогава VT1 ще се включи обратно, токът R1 преминава през колектора на VT1 към основата на VT2, на изхода се образува нула. Ако резисторът R2 не се използва, тогава имаме работа с елемент с отворен колектор, в който се използва допълнителен символ в символа.

TTL логиката (като TTLSH) е пряк наследник на DTL и използва същия принцип на работа. Входният TTL транзистор (за разлика от обикновения) има няколко, обикновено от 2 до 8, емитери. Тези излъчватели действат като входни диоди (в сравнение с DTL). Мултиемитерният транзистор, в сравнение с комплекта от отделни диоди, използван в DTL вериги, заема по-малко място на чипа и осигурява по-висока скорост. Трябва да се отбележи, че в микросхемите TTLSH, като се започне от серия 74LS, вместо транзистор с много емитери се използва комплект от диоди на Шотки (серия 74LS) или PNP транзистори в комбинация с диоди на Шотки (серия 74AS, 74ALS), така че всъщност имаше връщане към DTL. Само сериите 74, 74H, 74L, 74S, които съдържат транзистор с много емитери, заслужено се наричат ​​TTL. Всички по-късни серии от многоемитерни транзистори не съдържат, всъщност те са DTL и се наричат ​​TTLSH (TTL Schottky) само "традиционно", като развитие на TTL.

Транзисторно-транзисторна логика с диоди на Шотки(TTLS)

В TTLS се използват транзистори на Шотки, в които бариератаШотки не позволява на транзистора да влезе в режим на насищане, в резултат на което дифузионният капацитет е малък и закъсненията при превключване са малки, а скоростта е висока.

TTLS логиката се различава от TTL по наличието на диоди на Шотки в базово-колекторните вериги, което елиминира насищането на транзистора, както и по наличието на затихващи диоди на Шотки на входовете (рядко на изходите) за потискане на импулсен шум, генериран поради отражения в дълги комуникационни линии (дълга линия се счита за линия, в която времето за разпространение на сигнала е по-дълго от продължителността на неговия фронт, за най-бързите TTLSH микросхеми, линията става дълга, започвайки от дължина от няколко сантиметра).

Разновидности

Серия TTL-микросхеми от чуждестранно производство

Цифрите в скоби са типични времена на забавяне (Tpd) и консумация на енергия (Pd) за всяка серия, взети от SDAA010.PDF на Texas Instruments, с изключение на 74F, за който данните са взети от AN-661 на Fairchild.

  • 74 - основна TTL серия. Въпреки че това беше първата серия, произведена от Texas Instruments, тя все още се произвежда (Tpd = 10 nC, Pd = 10 mW);
  • 74L - серия с намалена консумация на енергия, заменена от серията LS, както и CMOS микросхеми, които са значително по-добри по ефективност (Tpd \u003d 33 ns, Pd \u003d 1 mW);
  • 74H - повишена скорост. Използва се през 1960-те и началото на 1970-те години и е заменен от S-серията (Tpd = 6 nC, Pd = 22 mW);
  • 74S - с диоди на Шотки (Шотки). Въпреки че е остарял (надминат от сериите 74AS и 74F), той все още се произвежда от Texas Instruments (Tpd = 3 nC, Pd = 19 mW);
  • 74LS - с диоди на Шотки и ниска консумация на енергия (Low Power Schottky) (Tpd = 9 nS, Pd = 2 mW);
  • 74AS - подобрен с диоди на Шотки (Advanced Schottky) (Tpd =1,7 nC, Pd = 8 mW);
  • 74ALS - подобрен с диоди на Шотки и намалена консумация на енергия (Advanced Low Power Schottky) (Tpd = 4 nS, Pd = 1.2 mW);
  • 74F - бърз с диоди на Шотки (Fast) (Tpd = 1,7 nC, Pd = 4 mW, всъщност 74F е малко по-нисък по скорост от 74AS);

Серийният префикс "74" показва търговската версия на чиповете, "54" - военната.