угольника, то достаточно определить его амплитуду / и длительность /д. Дополнительная мощность определяется из формулы

АР.= , (7.29)

где величины измеряются в мВТ, мА, В, с, Гц. Например, для схемы ТТЛ, представленной на рис. 7.9, согласно рис. 7.25 и 7.26 была определена средняя потребляемая мощность Рср=23 мВт. При Е=5 В, п=10, Сн=30 пФ, /=40 мА, <д=4,5 НС и f=20 МГц увачичекие потребляемой мощности состав? ляет

4O-5-4,5-lO-s.2O-106 . .. ,

АР =---= 9,25 мВт,

а полная потребляемая мощность Р=23-f 9,25 = 32,25 мВт.

При данной нагрузке выхода и геометрии выходного транзистора Тз переходный ток при более высоких температурах значительнее, так как увеличивается не только рекомбинационное время Гз, но и его ток возбуждения базы.. С ростом температуры снижается напряжение Us.s Гз, но одновременно увеличивается сопротивление, включенное между базой и корпусом, из-за чего увеличивается ток возбуждения базы Гз, т. е. схема ТТЛ имеет характерную особенность, приводящую к температурному пробою. Под влиянием переходных токов при высоких частотах переключения увеличивается мощность потерь, из-за чего возрастает температура перехода, что ведет к увеличению мощности потерь, и т. д. Поэтому при высоких частотах переключения, когда нужно учитывать дополните.чьную потребляемую мощность, максимальная мощность потерь не должна превышать допустимого значения.

Вероятность возникновения опасного режима работы при максимально допустимых частотах переключения ограничивается во время производства путем контроля наиболее важных характеристик транзистора, которыми в данном случае являются коэффициент усиления тока Р и время выключения. С этих точек зрения очень выгодньши свойствами обладает схема, представленная ранее на рис. 7.11, в которой вместо резистора базы Гз использован транзистор. У такой схемы ток возбуждения базы выходного транзистора Гз имеет оптимальное значение во всем рабочем диапазоне температур.

ДОПУСТИМЫЙ УРОВЕНЬ ПОМЕХ СХЕМ ТТЛ

Поведение схемы ТТЛ при наличии сигналов помех определяется допустимым уровнем помех в состояниях Н и В. Если длительность сигна.чов помех больше, чем задержка /зд.р.ср. то поведение схемы определено статическим уровнем помех, определяемым из статической передаточной характеристики {7вых = = f(UBi) на рис. 7.36. Типичные пределы статических помех определяются типичными уровнями напряжения в состояниях В и Н и типичной формой передаточной характеристики. Предполагаются нормальная температура окружающей среды -f25"C, нагрузка выхода схемы максимальным числом п единичных нагрузок и номинальное напряжение питания Е.

В состоянии В типичное выходное напряжение составляет [/выхв = 3,3 В, а в состоянии Н оно /выхн = 0,2 В. На работу схемы могут повлиять такие сигналы помех, под действием которых выходное напряжение упадет ниже t/выхв и возрастет выше t/выхн до определенного предельного значения, при котором изменяется состояние схемы. Определяя его предельное напряжение, как напряжение, соответствующее точке Г на рис. 7.36, где [/вх = /вых= 1,4 В, получим величину пределов помех в состояниях В и Н:

ППц = бзв - LT- = 3,3 - 1,4 = 1.9 В. (7.30)

ППн = т-выуН =1.4-0,2 = 1,2 8. (7.31)

Более реальны пределы помех относительно предельных напряжений Ubx. которые соответствуют минимально допустимому напряжению [/выхвмин в состоянии В и максимально допустимому напряжению [/выхнмакс в состоянии Н.

Например, у схем серии SN/54/74 £7выхвмин=2,4 В и С/в.ыжНмакс =0,4 В. Этим выражениям соответствуют точки Л и В и входные напряжения С/вха=11,2 В, i/BxB=-l,4 В. Пределы помех определяются по формулам:

nnB=t/Bb,xB-tBxB = 3.3-l,4=l,9 В.

ППн = t/,,A-t/,,,H = 1.2-0.2=1 В.

(7.32) (7.33)

Наихудший случай

3.6 it,0

Типичный уровень помех СостояниеН СостояниеВ

Рис. 7.36. Передаточная характеристика ТТЛ и допустимые уровни помех

схемы

С точки зрения работы схем на практике наиболее важны гарантированные пределы напряжений статических помех, задаваемые для наихудших рабочих режимов и наихудших характеристик во всем температурном диапазоне. У серии 54/74 наихудшим режимом работы соответствуют точки С и £) на рис. 7.36. Точке D соответствует минимально допустимое входное напряжение fBx Б миЕ = 2 В, при котором еще гарантируется выходное напряжение Uubix. нмакс = 0,4 В. Так как t/вых вмин = 2,4 В, то минимальный гарантируемый предел помех в состоянии В будет

t/вх Вмин = 2.4-2,0 = 0,4 В.

ППв лид вых В мин "

(7.34)

Точке С соответствует максимально допустимое входное напряжение вх н макс = 0,8 В, при котором еще гарантируется выходное напряжение fBbix вмин = 2,4 В. Так как [/вых н макс = 0,4 В, то минимальный гарантируемый предел помех в состоянии Н будет

ППнмнн = tBX Нмакс " вых Нмакс = О ,8 - 0,4 = 0,4 В. (7.35)

Эти самые низкие допустимые уровни статических помех гарантируются для всех комбинаций управляющих и управляемых схем во всем рабочем диапазоне температур от -55 до -Ы25°С, т. е. при изменении температуры А<=180°С и в диапазоне напряжения питания от -f4,5 до -f5,5 В. В действи-

-55-35-15-5 *Z5*ii5*6S-B5m*nS -55-35-15 -5 *I5 *>5*В5*85Ч115*П5

a) Ю

Puc. 7.37. Примеры зависимостей уровней статиче-. скнх помех: а) состояние В; б] состояние Н

15- 3,0-2.5-2,0-

1.5 1.5-0.5-

3,0 2.5 2,0 1.5 1.0

12 3 1,

b 6 1 В 9 10 II П 13 ii* IS

ч 6 е w izH, 16 IS 20 22 г* ?e ге зо

Рис. 7.38 а) Предел импульсных помех уровней В и Н; б) у схем ТТЛ с разной задержкой распространения

тельности они зависят от нагрузки выхода, напряжения питания и температуры. Примеры зависимостей допустимого уровня помех ППв мин и ППн мин представлены на рис. 7.37.

Если длительность сигналов помех меньше, чем задержка /зд.р.ср схемы ТТЛ, то допустимый уровень помех повышается и прн очень коротких сигналах помех теоретически бесконечен. Примеры зависимостей приведены на рис. 7.38.

ГЕНЕРИРОВАНИЕ СХЕМЫ ТТЛ В ОБЛАСТИ ПОРОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В активной рабочей области около порогового напряжения 6ч=1,5 В могут иметь место некоторые аномалии, например явление гистерезиса, отрицательное дифференциальное сопротивление типа п, которые приводят к неустойчивости схемы. С этой точки зрения важно учесть тот факт, что в определенном диапа-