вместе с .резистором Ri и диодом Д1 представляет нагрузку с малым сопротивлением; через эту цепь быстро рассасывается избыточный заряд области коллектора Гз. После рассасывания избыточного заряда напряжение на коллекторе Гз растет, а напряжение возбуждения транзистора Г4 уменьшается до значения, соответствующего установившемуся режиму работы.

J0 2030JV 50 60 W 80

t,HC

10 го\зо\ ио 50 во

Рис. 7.16. Изменение напряжений в схеме ТТЛ при переходе в открытое состояние:

/ - вход; 2 -эмиттер Г,; 3 - коллектор 7г: 4 - база т2; 5 - эмиттер Тг; 6 - коллектор Г»: 7 - выход

Рис. 7.17. Изменение напряжений в схеме ТТЛ при переходе в закрытое состояние:

/ - вход; 2 -эмиттер Ъ; 3 - коллектор Гг: - коллектор Г,; 5 - выход

Величина снижения напряжения на коллекторе Г4 и его длительность зависят от величины накопленного в транзисторе Гз заряда. Если этот заряд велик, то напряжение на коллекторе Г4 может оказаться меньше, чем напряжение на коллекторе Гг, поэтому транзистор Г4 насытится и продолжительность снижения его коллекторного напряжения будет -(уравнительно велика. Если избыточный заряд мал, то транзистор Г4 работает только в активной области и продолжительность снижения его коллекторного напряжения сравнительно невелика. Характер изменения напряжения показан на рис. 7.17.

Время спада напряжения на выходе Ts зависит от времени включения транзистора Гг и может быть определено так:

Р( + Ь7/?нС..,).п-

/61 Г~

{7.7}

при большом Р

время включения гранзист0!ра Гг всегда меньше, чем Гз. Оно увеличивается за счет емкости между коллектором и подложкой транзистора Гг, площадь которой поэтому должна быть как можно меньше.

Время нарастания напряжения на выходе Гз определяется из приближенного выражения

при р/бг>/и получим

в этих соотношениях не учтено влияние емкости Ск.ж между коллектором и подложкой и влияние емкости нагрузки. Е.сли

100«с>(Сн + С.„)/?„>--. (7.11)

то f, полученное из соотношения (89), нужно умножить на коэффициент

Р (Сн + Ск.п)

(7.12)

При больших емкостях Сц (до 100 пФ) влияние емасости Ск.в незначительно. При типичных значениях нСи.б=0,8 не и /т=б00 МГц 1/2я/т = 0,3 не, поэтому в выражении (7.8) в скобках преобладает слагаемое КкС.б-

Величина задержки сигнала /"-зд.р зависит от времени, в течение которого напряжение на эмиттере Гг возрастает до 0,8 В. Это время зависит от скорости возрастания напряжения коллектора Гг, на которую влияет паразитная емкость между коллектором и подложкой, которая должна заряжаться через резистор Ri. Напряжение растет примерно экспоненциально с постоянной времени t=i?ick.n, она должна быть минимальной. Кроме того, время задержки зависит от скорости уменьшения выходного напряжения. Если это линейное уменьшение, то дополнительная задержка составляет примерно 1,3/°*. Величина задержки сигнала /"зд.р зависит, главным образом, от времени, необходимого для рассасывания заряда Гз, а значит, и от величины этого заряда. Очень важно также, чтобы емкость между коллектором и базой Гз, под действием которой возникает явление Миллера, была возможно меньше. Дело в том, что при изменении состояния выхода с уровня Н на В через эту емкость имеет место связь, которая стремится удержать транзистор Гз в открытом состоянии.

В рассмотренных рассуждениях не учтено влияние распределения паразитного диода между внутренним сопротивлением базы гв и коллектором Г1. Анод диода представляет база типа р в эпитаксиальном слое, а катод образует эпи-таксиальный слой или область коллектора. Режим работы для случая уровня В на всех входах показан на рис. 7.18а. Ббльшая часть тока базы Гг течет через паразитный диод, и коллекторный ток Г1 оравнительно мал. Очень мал также его избыточный заряд, и если на одно.м из входов уровень изменяется с В на Н, транзистор. Гг быстро запирается. На рис. 7.186 на входах - уровень Н. Через резистор R ток течет в базу Г1, а через паразитный диод - к коллектору и далее к эмиттерам. Поэтому ток базы значительно меньше, чем входной ток эмиттеров, транзистор Г1 незначительно насыщен и поэтому быстро запирается.

В выражениях (7.7)-(7.9) /51 и /52- соответственно базовые токи включения и выключения транзистора, индексы не и.меют отношения к номерам транзисторов. (Прим. ред.).

Статические характеристики. Вид статических характеристик интегральной схемы ТТЛ, начиная с определенного напряжения и тока, связан с влиянием паразитных диодов Дг-Де. обозначенных на рис. 7.19 пунктиром.

Распреоеминый паразитный биоа

1 Ц<1

В°- . :

Изолирующий X диод \

(коллектор - [

-подложка)

-±

Рис. 7.18. Влияние распределенного паразитного диода на режим работы схемы

ТТЛ при всех входах на уровне: а) В; б) Н

Пример входной характеристики Ui=f,(U) приведен на рис. 7.20. Прн входном напряжении 1/в1=0 транзистор Гг заперт и ток, цротекающий через резистор Ri, направляется к соответствующему эмиттеру. Крутизна характе-

Щ.эн Z

. Щэн„ Щ.зн ! 1.0 ;

Рис. 7.19. Схема ТТЛ с паразитными диодами

-Рис. 7.20. Входная характеристика схемы ТТЛ: / - контролируемая область у схем серии SN 54/74; 2 - пробой

ристики определяется сопротивлением резистора Ri, причем примерно в диапазоне входных напряжений - от 1/вх=-/б.э.н до С/вх=Г/б.з.н. При напряжении 1/в1>0,7 В транзистор Гг перестает запираться и входное сопротивление уменьшается. Но изменение крутизны характ€)ристики в диапазвне входного напряжения примерно от 0,7 до 1,2 В очень мало. При дальнейшем увеличении напряжения Г/вх крутизна характеристики значительно изменяется, потому что открывается и Гз. При напряжении 1,4-1,6 В соответствующий эмиттер Ti полностью заперт, а Гг и Tj насыщены. При дальнейшем повышении входного напряжения в соответствующий эмиттер течет почти портоянный ток порядка единиц микроампер-десятков м,икроа1МПвр, величина которого зависит от инверсного коэффициента усиления тока Р/ транзистора Ti. Дифференциальное