Под влиянием областей, изолирующих отдельные интегральные элементы, образуются паразитные, нежелательные транзисторы, показанные пунктиром на рис. 7.2, которые влияют на работу схемы. Происхождение этих активных паразитных элементов видно из упрощенной схемы монолитного транзистора Ti на рис. 7.2. Влияние остальных активных паразитных элементов, связанных с .резисторами R и Rk, почти полностью исключается при подключении их областей изоляции к самому положительному потенциалу интегральной схемы. Так «ак активные паразитные элементы оказывают вредное влияние на работу схемы, то оно должнобыть максимально ограничено.

Нежелательна также инвегосная активная работа транзистора Т",, когда на всех входах - уровень В, так как цепь возбуждения при этом должна обеспечивать током подключенные к лей эмиттеры возбуждаемой схемы. Эта проблема аналогична той, которая имеет место у схем НСТЛ, но ее нет в схемах ДТЛ.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СХЕМ ТТЛ С МАЛЫМ ПЕРЕПАДОМ СИГНАЛОВ

Самая простая .монолитная схема ТТЛ имеет только .два активных элемента и один резистор. Режим работы этой схе.мы упрощенно показан на рис. 7.3. На рис. 7.3 управляющие транзисторы 7а и Тб заперты, поэтому ток /i может

Во-1

Ф

Рис. 7.3. й), б) Влияние паразитного транзистора на работу схемы; в) упрощенные рабочие условия при запирании транзистора 7г

протекать с резистора R только в базу транзистора Тг, который насыщается. На базе транзистора Гг напряжение 0,8 В, а так как транзистор Ti насыщен, то на его базе напряжение 1,6 В На эмиттерах транзистора Ti примерно такое же напряжение, как на базе 7г, потому что падение напряжения между эмиттерами и коллектором составляет от нескольких десятков милливольт до 0,1 В. При наличии таких рабочих условий паразитный транзистор типа р-п-р между базой и коллектором Ti, показанный на рис. 7.3, уже может оказывать влияние. Так как этот транзистор работает в активной области, то через него протекает определенный так, на величину которого уменьшается ток возбуждения базы Тг, а значит, снижается и нагрузочная способность его выхода. Кроме того, это замедляет открывание транзистора 7г. Коэффициент усиления тока паразитного транзистора р-п-р должен быть поэтому минимальным.

На рис. 7.36 управляющий транзистор 7а насыщен, а транзистор То заперт. На базе Ti напряжение 1 В, а на базе Гг - маленькое положительное напряжение, примерно 0,3 В. Так как при напряжении на базе, меньшем 0,5 В, коллекторный ток Гг пренебрежительно мал, то этот транзистор надежно за-

п-ерт. Переход база-коллектор транзистора Tl имеет смещение в направлении пропускэния, поэтому влияние паразитного транзистора р-п-р происходит в выгодном по сравнению е рис. 7.3а направлении, так как уменьшает ток /г, протекающий к коллектору транзистора возбуждения Га. Прн неодинаковых напряжениях на эмиттерах транзистора Tl на работу схемы оказывают влияние также паразитные транзисторы типа п-р-п, показанные на рис. 7.2. Влияние втих транзисторов будет рассмотрено далее.

На рис. 7.3в показаны упрощенные рабочие условия в мо.мент, когда запирается Гг. Предположим, что вход В подключен к выходу запертого транзистора, а напряжение на входе А падает до уровня Н. В этот момент «а вход А потечет ток от подключенного эмиттера и начнет запираться Тг. Так как транзистор Ti при таких условиях работает в нормальной активной области, то величина тока запирания базы /02 транзистора T2 зависит от величины коэффициента усиления тока Tl и от величины тока h. Этот переходный так /бг= =,р/2 протекает через коллектор Ti только во время запирания Гг, которое может быть очень коротким.

Обратим внимание на то, что транзистор Ti входит в режим насыщения. Если ток течет через его эмиттер, то коллекторный так равен нулю, и транзистор Ti заперт. Наоборот, если ток течет через коллектор транзистора Tl в базу Гг, то эмиттерный ток равен нулю.

В любом состоянии Tl в его базе имеется заряд, который при изменении состояния транзистора прасто перемещается в соответствующую область базы. Время перемещения заряда мало, около i не, так что задержка сигнала в схеме зависит только от насыщения Гг и от влияния нежелательных паразитных элементов. Емкость перехода коллектор-база Ti ускоряет переключение схемы в .проводящее состояние. А вот емкость перехода и другие емкости между базой и эмиттером того же транзистора замедляют переключение схемы в непроводящее состояние. Однако у многоэмиттерных транзисторов эти емкости значительно меньше, чем в схеме с отдельными транзисторами.

(При соединении схем может возникнуть такой режим, при котором ухудшаются условия возбуждения Гг- Например, на рис. 7.4 все эмиттеры транзи-

Рис. 7.4. а) Ухудшение рабочих усло(вий, связанное с наличием неодинаковых напряжений на базах насыщенных транзисторов Гга, Гго; б) ухудшение рабочих условий из-за паразитного транзистора типа Гз п-р-п

сторов ria и Г1б подключены к выходам запертых транзисторов. Поэтому транзисторы Гга и Ггб насыщены. В связи с производственным разбросом пара.метров Гга, Ггб и разной величиной их коллекторных токов напряжение на базе Гга может быть значительно, выше, чем на базе Ггб- Поэтому напряжение на эмиттере 9i транзистора Г16 окажется выше, чем на его коллекторе, и под

влиянием инверсного коэффициента усиления тока Pi через его эмиттер будет протекать ток /3.6.i+.Pi/"b на величину которого увеличится ток возбуждения базы Ггб, однако на ту же величину уменьшится ток возбуждения базы Гга, а значит, уменьшится н степень его насыщения. Ток /а.э.х - ток запирания, протекающий через переход, имеющий запирающее напряжение, /к.э.х-ток запирания возбуждающего транзистора Га. В наихудшем режиме работы уменьшение тока возбуждения базы транзистора Гга значительно. Если к т эмиттерам транзистора Tia подключено (п-1) схем, имеющих такие же рабочие условия, как схема на транзисторах Tia и Гга, то величина тока базы Гга будет

4=/;-"[ /K.S.X+(«-1) (4.6.x+Р/ Q

Если же для простоты предположить, что /i=/"i, то

4 = lР - - 1) Р/] - (« - 1) э.б.х - «к.э.. и пренебрегая токами /э.б.х и /к.э.х, получим

4« Il-«(«-1)Р/]-

(7.1) (7.2) (7.3)

Отсюда следует, что при выбранных значениях тип величина коэффициента усиления тока pj должна быть как можно меньше. Например, гари /6i=0,4/i и m=n=4 должно быть Pi 0,05. Уменьшение тока возбуждения базы Гга может быть сравнительно велико, поэтому у этого транзистора должен быть достаточно большой коэффициент усиления тока j3.

Другой случай ухудшения режима работы показан яа рис. 7.46. Транзисторы 7а и Тб заперты, и в базу Гг проходит ток /а. Но у Тз один эмиттер соединен с насыщенным транзистором Гв. Так как напряжение t/a.a.HiaKc к.э.н.мин, то эмиттер 5i транзи-стора Тз работает как коллектор н эмиттер Эг - как коллектор. Под 1влияяне.м этого najpasHTHoro -цраизв-стора п-р-п опять уменьшается ток возбуждения базы /ai транзистора Гг и одновременно увеличивается нагрузка выхода Гв. С учетом наихудшего режима работы многоэмиттерный входной транзистор должен иметь минимальный коэффициент усиления тока Pi, а влияние паразитных транзисторов типов п-р-п и р-п-р должно быть пренебрежимо Малым.

Из вышесказанного следует, что и в запертом состоянии через эмиттеры входного транзистора связи может протекать в направлении пропускания сравнительно большой ток, на величину которого уменьшается ток возбуждения базы подалюченно-го транзистора. Этот принципиальный недостаток может быть ограничен только с помощью достаточно большого запирающего напряжения эмиттеров, при котором обратные токи текут только в эмиттеры. Такой режим работы упрощенно показан на рис. 7.5. Коллектор выходного транзистора через резистор „ подключен к напряжению питания Е. Если транзисторы Га и Гв заперты и на их коллекторах достаточно большое напряжение t/и.. по отношению к напряжению на базе транзистора Ti, то оба эмиттера этого транзистора заперты и в каждый из них течет ток /e.a.x+Pi/i. Составляющая /«.в.х Этого тока представляет собой обратный ток перехода эмиттер-база, величина тока Pi/, зависит, главным образом, от инверсного коэффициента усиления

Рис. 7.5. Рабочие условия при напряжении запирания входов много-эмиттерного транзистора