гвх - максимальный входной ток открытого транзистора-нагрузки (так как все Л] транзисторов-нагрузок открыты, на их входах действуют высокие уровни Е, снимаемые с ГвыхО, причем

4х = Ч/(Р + 1) = (£• - "б актЖР + 1) Яэ. (2.162)

Входной ток в транзисторе Ti максимален в том случае, когда открыт только транзистор Ти а все остальные транзисторы закрыты; при этом эмиттерный ток Т{ равен току резистора Яэ-

Из ур-ний (2.160), (2.161) находим

<ь,х,{1 +TFrrferb------"- V+r -

Учиты.вая, что /?к i <С /?э ь Р 1, запишем и потребуем, чтобы ul, , > т. е.

р „ £ - Иб акт --. р1

Мбакт "1 (р+1)2

откуда

< £к-£-«бакт (2.165)

Яэ t - ие акт «I

Рассмотрим теперь второй статический режим, при котором хотя бы на одном входе действует высокий уровень напряжения.

Пусть «BX1 = £S Ивх2 = ИвхЗ= ... Ивхт = £", Т. е. Xi = 1,

Х2 = Хз = ... = = 0. При этом транзистор Tl открыт и работает в активном режиме, транзисторы Гг, Ts, ..., Tm закрыты. Через резистор Rs течет эмиттерный ток транзистора Т\ и благодаря напряжению на резисторе RaiUg = Е - «б акт) транзистор То запирается, и напряжение на втором выходе должно быть высоким: «вых 2. Согласно схеме

"вых 2 ~ "б б акт

"б ~- -к "~ б2Як2

62 - р 1 i *э2 = 1Дэ2 i- 1н2

"вых 2 ; „ ; „ ~ «б акт

(2.166)

откуда получаем, по-прежнему считая р 1, Rk2 •< Яэ2-

<и. 2 - к - "б акт - »2 V+y-- >

Для удовлетворения .условию Ивых2 необходимо, чтобы

Як2 к - £ - «б акт (Р -Ю /2 J68)

/?э - «б акт «2 *

Напряжение на первом выходе в рассматриваемом случае должно быть низким: «o,<£°. Согласно схеме

<,х. = «5.-«бакх. (2-169)

причем ыл = £к - и = aisi + /ei bi, 4i == Ir ==

= (£ - «бакт)/Рэ- Следовательно,

, - - «а ак. - « Т (2-1

И для удовлетворения условию «"ых!-" Должно быть

Ai-Allfto:, (2.171)

/?s а(£-Ибакт)

Формулы (2.159), (2.165), (2.168), (2.171) определяют область значений параметров, при которых обеспечивается выполнение условия работоспособности схемы. Естественно, что неравенства <2.159) и (2.168), а также (2.165) и (2.171) должны быть совместны, т. е.

Ек - U6 акт - Е° Ек - £ - Иб акт (Р + 0 jr,)

а (Еб - U6 акт) £ - «6 акт «2 \ -)

Ек - Ыб акт - Е° Ек - £ - Иб акт (Р + 1) jygv

а (£1 -«б акт) -Ибакт Щ

Последние неравенства определяют, в частности, максимально допустимые коэффициенты разветвления (при выбранных параметрах) или минимальные значения коэффициентов 3, при которых обеспечивается требуемая нагрузочная способность схемы.

Заметим, что на практике параметры схемы выбираются так, чтобы удовлетворить как упомянутым условиям работоспособности, так и ряду других условий. Так, например, для того чтобы существенно не сказались нестабильность и разброс величины Щ акт, выбирают Ек >> «б акт (например, выбирают к близким к максимально допустимому напряжению для данного типа транзистора). Напряжение источника Еб должно, очевидно, удовлетворить условию <; Еб < обычно для получения симметричной передаточной характеристики «вых = /(«вх) выбираюг

(£« + £). (2.174)

Для нормального функционирования элементов ПТТЛ их параметры должны быть выбраны так, чтобы были согласованы соответственно низкие и высокие уровни на обоих выходах элемента, т. е. так, чтобы «J,,, = ы,,, иР, = ««..

Для того чтобы открытые транзисторы То, Т Т, ..., 7™ работали в активном режиме, т. е. чтобы коллекторные переходы открытых транзисторов оставались смещенными в обратном направлении, необходимо, чтобы напряжение Ыбк между базой и

коллектором этих транзисторов было отрицательно (или, по крайней мере, не превосходило некоторой небольшой положительной величины). Другими словами, необходимо, чтобы низкий уровень напряжения на коллекторе был выше высокого уровня напряжения на базе, т. е. Ч-кб мин - Чк мин - Ибмакс>0. Очевидно, ЧТО в рассматриваемой схеме это условие выполняется благодаря применению выходных эмиттерных повторителей; напряжение на выходе эмиттерного повторителя (которое является входным для последующего элемента) меньше коллекторного напряжения транзисторов Го или соответственно Ti, ..., Tm на величину напряжения база -эмиттер (Ибакт.=« 0,7 В).

Переходные процессы

В схемах ПТТЛ длительность переходных процессов мала. Это обусловлено, как указано в разд. 2.53, следующими факторами.

Во-первых, открытые транзисторы работают в активном режиме, вследствие чего устраняется задержка выключения, связанная с рассасыванием избыточного заряда.

Во-вторых, транзистор Го работает в режиме схемы ОБ и, кроме того, управляется по цепи эмиттера от источника с малым выходным сопротивлением - эмиттерного повторителя на транзисторах Г], Тт] это приводит К быстрому переключению Го.

В-третьих, входные транзисторы Г;, Тт также переключаются быстро, так как управляющие перепады напряжения подаются на их базы от выходных эмиттерных повторителей предшествующих элементов ПТТЛ: важно отметить, что в схемах ПТТЛ управляющие перепады напряжения невелики (порядка десятых долей вольта), и поэтому при передаче отрицательных (запирающих) перепадов напряжения транзисторы выходных эмиттерных повторителей не запираются и отсутствует соответствующая задержка в установлении выходных низких уровней (f).

В-четвертых, для переключения схемы ПТТЛ требуются малые перепады управляющего напряжения и при этом сопротивления резисторов в схеме невелики; поэтому при достаточно больших значениях питающих напряжений токи, определяющие скорости перезаряда паразитных емкостей, оказываются большими и длительность этого перезаряда невелика.

Характеристики элементов ПТТЛ

Нагрузочная способность п элементов ПТТЛ велика благодаря их малому выходному сопротивлению (обусловленному выходными эмиттерными повторителями на Гвых i и Гвых 2) и большому входную сопротивлению схемы (обусловленному отрицательной обратной связью через резистор Яэ в цепи эмиттеров входных транзисторов Ти Тт). Увеличение п ограничено ростом суммарной