книги / Типовые узлы на полупроводниковых логических и функциональных элементах серии ЭТ

поэтому в схеме рис. 12,а логические функции И можно реализовать с помощью элементов ИЛИ — НЕ, как по­ казано на рис. 14,а. При наличии прямых и инверсных входных сигналов схема рис. 14,а может быть упроще­ на (рис.. 14,6) за счет исключения входных инверторов. На рис. 15,а и б представлены варианты структурных схем узла автоматического пуска крупного насосного агрегата. Как видно из этих рисунков, используя инверс­ ные входные сигналы и элементы ИЛИ — НЕ, удалось исключить из схемы последовательное соединение диод­ ных схем И, почти не усложняя схему.

При последовательном соединении нескольких диод­ ных схем ИЛИ нельзя пренебрегать величиной падения ^напряжения на диодах, как было это сделано ранее. В соответствии с данными элементами ЭТ-Л02 при ис­ пользовании его как схемы ИЛИ величина потери сиг­ нала не должна превышать 0,5 в.

Тогда при включении на вход элемента ИЛИ — НЕ диодной схемы ИЛИ элемент ИЛИ — НЕ может быть нагружен на три аналогичных элемента. Действительно,

При последовательном соединении диодных схем ИЛИ напряжение входа, соответствующее сигналу 1, может быть найдено как

£Авх1 = ^вх+9,5р;

где р — число последовательно соединенных схем ИЛИ. Найдем величину эквивалентного сопротивления /?э, определяющего нагрузочную способность элемента

ИЛИ — НЕ при различных значениях р. Как было показано ранее,

41

Подставляя RK= 0,82 ком; Un= 12 в; t/Bbix=4 в, имеем:

При использовании в схемах усилителя согласова­ ния могут быть получены аналогичные соотношения, учитывая, что в этом случае сопротивление # к= 0,3 ком.

Таким образом, для элементов серии ЭТ допускается последовательное включение диодных схем ИЛИ. Одна­ ко при этом нагрузочная способность элементов умень-

Рис. 16. Д в а варианта структурной схемы.

а *-= в схеме имеется последовательное соеди­

нение пассивных диодных приставок ИЛИ;

б— последовательное соединение диодных приставок ИЛИ в схеме исключено.

42

шается. Для сохранения нагрузочной способности эле­ ментов целесообразно в некоторых случаях между

ние указанной схемы возможно только при условии, что сигналы на входы ИЛИ подаются с выходов транзисто­ ров. Если хотя бы на один вход ИЛИ сигнал поступает

мента ИЛИ—НЕ. Как было показано выше, элемент ИЛИ — НЕ может работать от

схемы И только при подключении одного входа. Следо­

43

8. Увеличение числа входов схемы ЙЛЙ при совмёсf-

ИЛИ с общим числом входов до 15. Рассмотренный ра­

нее вариант увеличения числа входов диодной схемы ИЛИ в данном случае неприменим. Для реализации данной схемы может быть использовано последователь­ ное включение диодных схем ИЛИ. При этом нагрузоч­ ная способность схем должна будет определяться в соот­ ветствии с приведенной ранее методикой.

На рис. 19,6 представлена схема, обеспечивающая увеличение числа входов ИЛИ — НЕ при работе совместно с диодными схемами И. При этом число входов схем ИЛИ-4 и ИЛИ-5 может достигать 5—6 . Расчет нагрузочного сопротивления схем и должен осущест­ вляться в рассмотренном варианте с учетом последова­ тельного включения двух диодных схем ИЛИ.

44

В случае, если й в рассмотренном примере Допу­ стимое число подключаемых входов недостаточно, воз­ можно применение схемы, приведенной на рис. 19,в. В этой схеме диодные приставки ИЛИ —4, 5, 6, 7 могут иметь по б— 6 входов каждая. При этом общее число входов такого узла может достигать 25—30. Однако нагрузочное сопротивление диодных схем И должно

дов диодных схем И, рабо­ тающих на элемент ИЛИ — НЕ. В соответствии с расче­

тами общее число входов схемы И не должно превы­ шать 10 .

Однако иногда этого оказывается мало. Увеличить число входов можно, если применить схему, представ­ ленную на рис. 20. В качестве примера показана схема с 12 входами. В принципе рассматриваемая схема мо­ жет обеспечить повышение числа входов до 20. Под­ ключением дополнительно еще одной схемы И на 10 входов и одного ИЛИ—НЕ в качестве инвертора можно повысить число входов схемы до 30.

10. Повышение нагрузочной способности логических элементов ИЛИ — НЕ при работе на аналогичные эле­ менты. Выше было показано, что к выходу элемента И Л И —НЕ может быть подключено не более трех эле­

1,5 ком величина эквивалентного сопротивления под­ ключаемой нагрузки не может быть менее 500 ом (по расчету /?зКв^ 4 1 0 ом). В некоторых случаях эта вели­ чина эквивалентного сопротивления оказывается слиш­ ком высокой, так как в реальных схемах иногда тре­ буется повысить нагрузочную способность (ом. рис. 2 1 ),

45

где элемент 3 нагружен на шесть других элементов. При этом ЯЭКв«250 ом. Для обеспечения необходимого уров­ ня напряжения входного сигнала 1 нагрузочное сопро-

2

Рис. 21. Увеличение нагрузочной способности элементов И Л И — НЕ.

а — недопустимое включение; б — допустимое вклю­

чение.

тивление элемента ИЛИ — НЕ-З должно быть уменьше­ но до 400—450 ом, т. е. вдвое.

Практически это достигается подключением внешне­ го сопротивления в коллекторную цепь параллельно RK> При этом ток в коллекторной цепи транзистора элемента ИЛИ — НЕ увеличивается вдвое. Для обеспечения не­ обходимого тока базы транзистора должно быть либо

46

вдвое уменьшено входное сопротивление схемы при минимальном уровне входного напряжения, соответст­ вующего сигналу 1, либо вдвое повышен уровень вход­ ного напряжения, соответствующий сигналу 1.

дополнительно в цепь нагрузки сопротивления 0,82 ком (рис. 21,6). При этом в связи с наличием элемента 2, подключаемого также к элементу 1, сигнал на выходе элемента 1 будет меньше, чем удвоенный уровень на­ пряжения входного сигнала 1. Поэтому повышенный ток коллектора в элементе 3 может быть обеспечен только объединением двух входных сопротивлений эле­ мента ИЛИ — НЕ-3. Тогда величина эквивалентного сопротивления подключаемой к элементу 1 нагрузки co­

от удвоенного напряжения выхода элемента 10.

11. Повышение нагрузочной способности элемента

каждой схемы, равном 5 ма, требует ток коллектора, равный 30 ма., т. е. удвоенный по отношению к расчетно­ му току. Поэтому для обеспечения коллекторного тока 30 ма необходимо, если это возможно, запараллелить два входных сопротивления элемента ИЛИ — НЕ (рис. 22,6). Так как ИЛИ — НЕ-3 работает в рассматриваемом слу­

ИЛИ. Я. В соответствии с предыдущими рекомендация-

47

ми при работе иа элементы ИЛИ — НЕ, ИЛИ и др. на­ грузочное сопротивление RKэлемента ИЛИ — НЕ долж­ но быть связано с (—V n). При работе с диодными схемами И нагрузочное со­

30 ма, т. е. обеспечить одновременное протекание тока нагрузки по подключенному сопротивлению RK элемента ИЛИ — НЕ, а также ток до 15 ма по входным цепям схем И.

В ряде случаев взамен коллекторного сопротивления i?K=910 ом может быть применено внешнее подключен-

48

ное сопротивление, величина которого обеспечивает тре­ буемую нагрузку по схемам ИЛИ и допускает включение 1—2 схем И. Практически при величине внешнего сопро­ тивления 2,4 ком ±5% обеспечивается подключение к выходу схемы одного элемента ИЛИ — НЕ и двух эле­ ментов И с входным током по 5 ма. При внешнем со­

ются схемы И, ИЛИ. Вход «сброс» схемы ПАМЯТЬ мо­ жет быть подключен к свободному входу ИЛИ — НЕ-2 (рис. 24,а), если сигнал сброса подается от элемента ИЛИ — НЕ, а также от других элементов, имеющих низкое выходное напряжение помехи. Если сброс осу­ ществляется от элементов с высоким выходным уровнем помехи (рис. 24,6), например от схемы И, даже наличие схемы ИЛИ-2 не обеспечивает надежной работы элемен­ та И ЛИ —НЕ при повышенных температурах. В этом случае необходимо заменить элемент ИЛИ — НЕ-3 уси­ лителем согласования ЭТ-У01 (рис. 24,в).

Принятая в усилителе согласования величина нагру­ зочного сопротивления RK= 300 ом обеспечивает воз­ можность подключения, кроме элементов ИЛИ — НЕ, дополнительной нагрузки в виде схем И. При этом воз­ можен вариант установки внешнего сопротивления исходя из требуемого соотношения числа подключаемых схем И, ИЛИ — НЕ.

В конкретном случае, при схемы И, равном 0,8 ком, допустимо после схемы ИЛИ-2 подключить еще одну нагрузку — элемент ИЛИ — НЕ. Отсутствие этой схемы обеспечивает напряжение входа элемента 3 больше минимально допустимого значения напряжения входа 1, так как в рассматриваемом варианте схемы до-

пустимо ввиду повышенного значения напряжения входа усилителя 3 при сигнале 1 'повысить ток коллектора эле­ мента 3 за счет подключения к его выходу схем И. Общее число подключенных схем И может быть опреде-

Рис. 24. Схемы с использованием эле­ ментов памяти.

а, в — допустимые включения; б — недопусти­

мое включение.

лено расчетным путем. Так как фактическое напряжение сигнала 1 на входе элемента 3 равно:

т. е. в 1,5 раза выше, чем минимально допустимый его уровень, то и допустимый коллекторный ток транзистора

вусилителе согласования может быть повышен примерно

в1,5 раза по сравнению с указанным в технических дан-

50