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改进型TTL门电路——抗饱和TTL电路

2015-1-27 07:48| 编辑:电工学习网| 查看: 2362| 评论: 0

    抗饱和TTL电路是目前传输速度较快的一类TTL电路。这种电路由于采用肖特基势垒二极管SBD的钳位方法来达到抗饱和的效果,一般称为SBD TTL电路(简称STTL电路),其传输速度远比基本TTL电路为高。肖特基势垒二极管是一种利用金属和半导体相接触在交界面形成势垒的二极管。利用金属铝和N型硅半导体相接触形成的势垒二极管的工作特点如下:
    (1)它和PN结一样,同样具有单向导电性,这种铝-硅势垒二极管(Al-SiSBD)导通电流的方向是从铝到硅。
    (2)Al-SiSBD的导通阈值电压较低,约为0.4~0.5V,比普通硅PN结约低0.2V。
    (3)势垒二极管的导电机构是多数载流子,因而电荷存储效应很小。
    为了限制BJT的饱和深度,在BJT的基极和集电极并联上一个导通阈值电压较低的肖特基二极管,如图1(a)所示。并用图1(b)的符号表示。
self
    
图1 带有肖特基二极管钳位的BJT (a)电路连接方式 (b)逻辑符号
    图2为肖特基TTL(STTL)与非门的典型电路。与基本TTL与非门电路相比,作了若干改进。在基本的TTL电路中,T1T2、和T3工作在深度饱和区,管内电荷的存储效应对电路的开关速度影响很大。现在除T4外,其余的BJT管均采用SBD钳位,以达到明显的抗饱和效应。其次,基本电路中的所有电阻值这里几乎都减半。这两项改进导致门电路的开关时间大为缩短。由于电阻值的减小也必然会引起门电路功耗的增加。
self
    
图2 肖特基TTL与非门的典型电路
    以上所述为基本TTL反相器与非门STTL与非门。表1列出了各类TTL门电路的传输延迟时间tpd和功耗PD,以便比较。(表1)
表1 各种TTL门电路的性能比较

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