сопротивление характеристики в этой области-порядка нескольких мегом. При входном напряжении 7-8 В происходит пробой перехода эмиттер-база Т±, при котором входной ток должен быть ограничен до значения I-3 мА.

Предположим теперь, что на эмиттере Ti - отрицательное входное напряжение. Примерно до значения -0,7 В крутизна характеристики определяется величиной сопротивления резистора Ri. При большем напряжении начнет протекать ток в направлении пропускания через диод подложки Дг, и дифференциальное сопротивление характеристики зависит теперь от величины сопротивления коллектора Гк1, насыщенного транзистора Г] и сопротивления Да в прямом направлении. Вид характеристики в этой области очень важен с точки зрения ограничения амплитуд отражении волн напряжения и тока, которые имеют место при возбуждении несогласованных линий передачи. Паразитный диод подложки Дг должен иметь поэтому минимальное сопротивление Гд. С точки зрения мощности потерь величина тока должна быть ограничена значениями 10-15 .мА. С точки зрения пробоя перехода э.миттер-база Ti и возможности появления отрицательного напряжения «а другом эмиттере максимально допустимая величина положительного напряжения эмитте-ра Ti ограничена значением 5,5 В, которое соответствует максимально допусти.мому напряжению схем ТТЛ. Вид входной характеристики не зависит от выходной нагрузки.

Пр.имеры выходных характеристик приведены на рис. 7.21. Если -схема открыта, т. е. при уровне выхода Н, вид характер.истики в области положительных напряжений идентичен виду характеристики траязи- стора Гз в области его насыщения. В определенной области больших токов дифференциальное сопротивление характеристики возрастает, потому что рабочая точка этого транзистора переходит из области насыщения в активную область. Вид характеристики в области отрицательных напряжений, зависящий от свойств паразитного диода подложки д5, также существенен с точки зрения отражений в несогласованных линиях и помех. Сопротивление диода Гд в прямом направлении должно быть минимальным.

Если схема закрыта, т. е. на выходе - уровень В, то иа вид выходной характеристики влияет Г4. В области больших положительных напряжений Г4 блокирован и на выход проходит лишь незначительный ток. Дифференциальное сопротивление в этой области - порядка нескольких мегом. С уменьшением напряжения f/вых величина тока /вых уменьшается, и при определенном напряжении (Увых он равен нулю, потому что начальный ток Гз компенсируется током, который поступает на выход от Г4. При дальнейшем уменьшении выходного напряжения переходит в открытое, активное состояние транзистор Г4, а дифференциальное сопротивление характеристики падает до 80 Ом. В области меньших напряжений t/вых Г4 насыщен и дифференциальное сопротивление характеристики определяется приближенно сопротивлением ;?4=130 Ом. При напряжении (7выж=0 В с выхода поступает ток короткого замыкания, являющийся важным характеристическим параметром. Вид характеристики в области отрицательных напряжений зависит опять от свойств паразитного диода Дв 320

Рис. 7.21. Выходные схемы ТТЛ

характеристики

подложки. По этой характеристике опре1деляются условия .работы схем или нагрузок, управляемых с выхода схемы ТТЛ по отношению к нулевому потенциалу зе.мли.

Передаточная характерпстика представляет собой зависимость между входным и выходным напряжениями схемы ТТЛ. Она зависит от величины напряжения питэняя Е, от нагрузки, а значит, и от разветвлення выхода, и от температуры. Пример передаточной характеристики приведен на рис. 7.22й. При

1д 20 2t 2,6 3,Z 3,IJ

Рис. 7.22. а) Передаточная характеристика схемы ТТЛ; б) влияние температуры Рис. 7.23. Рабочие условия на выходе схемы ТТЛ

входном напряжении 0,6-0,8 В открывается Тг, п под влиянием его усиления напряжения изменяется крутизна хара-ктеристики. Дифференциальное сопротивление характеристики в области Л-В приблизительно определяется соотношением сопротивлений Кг/Яз- При входном наиряжеапн {Увх«1,3 В открывается также Тз и его уменьшающееся входное сопротивление подсоединяется параллельно резистору Яз, что увеличивает усиление Гг. Это, в принципе, восстановительный процесс, результатом которого является большое изменение крутизны характеристики. Как видно нз характеристики на рис. 7.22а, области В-С соответствует большое усиление. Эту так называемую активную область рабочая точка должна пройти как можНо быстрее. Далее будет показано, что непо.дходящнй режим работы в активной области может быть причиной нежелательных колебаний в схеме ТТЛ. В области больших .входных напряжений тран.чисторы Тг и Тз насыщены, характеристика почти не меняется .и определяется на.пряжением Uk.s.u Тз. На рис. 7.226 представлены некоторые передаточные характеристики в зав.испмости от температуры /. По передаточным характеристикам можно определить влияние статических помех на работу схемы.

С точки зрения днна.мическнх помех и времени переключения большое значение имеет величина выходного сопротивления схемы ТТЛ. Она может быть получена из статических выходных характеристик или путем анализа выхода схемы ТТЛ (р.ис. 7.23). Если иа выходе схемы - уровень Н, то выходным со-

противлением является сопротивление насыщенного транзистора Гз, величина которого 0.КСЛ0 10-15 Ом. Если на выходе - уровень В, то величина выходного сопротивления зависит от режима Г4, который может работать в насыщенном или активном режиме. Глубина его насыщения зависит от соотношения сопротивлений резисторов R2 и Ri. Гранила насыщения теоретически определяется напряжением {/к.б=0 при (>б.э=к.э. В этом случае справедливо

luRalnR,. (7.13)

и чтобы транзистор работал в области насыщения, его коэффициент усиления тока должен удовлетворять условию

(7.14)

При значениях сопротивлений 7?2=1,6 кОм и 7?4=130 Ом должно быть Р>12,3. Обычно транзистор Г4 имеет p=40-60 прн /=25°С, поэтому приведенные резисторы R2 и Ri должны обеспечить достаточное его насыщение во всем рабочем диапазоне. А вот при больших выходных напряжениях и малых токах Г4 работает в активной области, потому что переход в область насыщения наступает ие при напряжении [/„.6 = 0, а при Uk.6<0. Выходное сопротивление в этой области приблизительно определяется соотно1иение.\1

/?е.х« ру + Лд.. (7.15)

Прн р=50 и Гд =40 Ом /?вых=70 Ом. С повышением температуры величина выходного сопротивления уменьшается, так как температурная зависимость Р преобладает иад температурной зависимостью R2 и /"Д.

В области меньших выходных напряжений и больших токов Г4 насыщен и выходное сопротивление схемы.примерно равно

RBu£-~~r-\-R,. (7-16)

R2 + Ri

При /-д =40 Ом и приведенных сопротивлениях 7?z, Rk сопротивление /вых»

« 160 Ом. С ростом температуры оно увеличивается.

С точки зрения помех, вызываемых работой схемы ТТЛ, важна величина тока, протекающего при запирании схемы от источника Е через транзисторы Г4 и Гз на землю. Этот переходный ток возникает потому, что переход верхнего транзистора Г4 в открытое состояние происходит быстрее, чем запирание нижнего транзистора Гз, и оба транзистора в течение некоторого вре.мени одиовремеиио открыты. Кривая тока /, нагружающего источник питания Е, представлена на рис. 7.24, его амплитуда определяется выражением

«4

-\в\

-\IB

Bi 0,8 Vl IS ZO 2Л

Puc. 7.24. Изменение тока /, нагружающего источник питания £ ibo время включения схесмы ТТЛ

При напряжениях £=5 В, {/д»0,9 В, к.8.н(Тз)=.Ук.8.н(Т4)=0,4 В /и»25 мА. Длительность такого тока зависит от емкости нагрузки выхода. Эти и.мпульсы тока оказывают .влияние на мощность потерь схемы в зависимости от частоты повторения входных импульсов.

Ток, который может после запирания Гз поступать иа выход через транзистор Г4, уменьшается с ростом выходного напряжения Uo. Его величина определяется соотношением