Реферат: Расчёт элементов эмиттерно-связанной логике

Рисунок 1.1 – Элемент Э² СЛ

2 Для увеличения логических возможностей элемента ЭСЛ используют различные схемотехнические приёмы. На рисунке 1.2 выходы двух элементов (допускается больше двух выходов) объединены по прямым и инверсным выходам соответственно на нагрузочных резисторах. Для получения логической функции И-ИЛИ применяют схему с коллекторным объединением, рисунок 1.3. В этом случае прямые выходы двух элементов ЭСЛ объединяют на одной коллекторной нагрузке. Чтобы при этом из-за двойного тока не возросла вдвое амплитуда напряжения и, как следствие, транзисторы прямого плеча не оказались в режиме насыщения, предусмотрена специальная цепочка, отводящая избыточный ток и ограничивающая амплитуду напряжения.

Рисунок 1.2 - Схему с коллекторным объединением

Рисунок 1.3 - И-ИЛИ элемент

3 Специфические требования схемотехники средней и большей степени интеграции ЭСЛ – повышение быстродействия и снижение мощности потребления для составляющих элементов. Эти требования достаточно хорошо выполняются элементами МЭСЛ (малосигнальной эмиттерно-связанной логики). На рисунке 1.4 приведена схема элемента МЭСЛ. В такой схеме напряжение питания U_ип =2..3 В. Напряжение логического перепада U_л =0.3..0.4 В; уровни напряжений U⁰ =-I_к R_к ; U¹ =-R_к (I_к – ток нагрузки).

Благодаря снижению напряжения питания и исключению эмиттерных повторителей мощность потребления этой схемой в 3..5 раз меньше, чем в базовом элементе ЭСЛ. Типовое значение средней задержки распространения составляет ; при мощности Р= мВт работа переключения А_пер =5..10 пДж.

Недостатком элемента МЭСЛ – снижение помехоустойчивости и уменьшение коэффициента разветвления до Краз=4..5. Однако, несмотря на указанные недостатки, элемент МЭСЛ перспективен для использования в схемах БИС.

Рисунок 1.4 - схема элемента МЭСЛ

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Для расчёта ЭСЛ воспользуемся параметрами, взятыми из части курсового проекта «ЗАДАНИЕ». Логика построения ЭСЛ – положительная. Рисунок схемы ЭСЛ приведен в приложении А, эпюры напряжения входного сигнала приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Эпюра напряжения входного сигнала.

Принимаем падение напряжения на открытом p-n переходе транзисторов (в том числе транзистора нагрузки) диодов одинаковой, т.е. U_бэТ =U_бэТн =U_д =U^* =0.7 В.

Расчет статических параметров.

2.1 При разработке схем ЭСЛ следует принимать:

(R_к /R_эп )_опт =0.2¸0.4, (2.1)

где R_к – сопротивление коллектора,

R_эп – сопротивление эмиттерного повторителя.

Выбираем из (2.1) 0,3 и преобразуя найдём:

R_эп =R_к /0,3 (2.2)

2.2 Для определения сопротивления резисторов источника опорного напряжения принимаем следующие отношения:

R₄ =(2¸4)R_к ; R₅ =R_к ; R₈ =R₃ =R₆ =R₇ ;

и получим;

R₃ =R_эп ; R₄ =3R_к ; R₅ =R_к ; R₆ =R₇ =R_эп ; R₈ =R_эп . (2.3)

2.3 Подставим (2.2) и (2.3) в формулу:

, (2.4)

где К_раз – коэффициент разделения по входу;