Принцип действия базовой схемы ЭСЛ

Функционально схема ЭСЛ состоит из трех узлов (см. рисунок 3.15):

а) токового переключателя на транзисторах VT₁ ¸ VT₄ и резисторах R₁¸R₃. Содержит две ветви: входную ‑ на транзисторах VТ₁ ¸ VТ₃ (максимально может быть до 9 входов) и резисторе R₁ и опорную на VТ₄ и резисторе R₂. Транзисторы работают в ключевом режиме, а именно: открыт – активный режим, не входит в насыщенный, и заперт. Ветви имеют общее сопротивление R₃. Источник питания E_n и резистор R₃ образуют генератор тока, причем R₃ >> R₁, R₂. Это дает постоянство эмиттерного тока ;

б) источника опорного напряжения, включающего параметрический стабилизатор на элементах R₅, VD₁, VD₂, R₆ и эмиттерный повторитель на VT₅ и R ₄. VD₁, VD₂ – обеспечивают температурную компенсацию U_оп;

в) выходных эмиттерных повторителей на транзисторах VT₆ и VT₇. Цепь нагрузок транзисторов VT₆ и VT₇ вынесена из ИС ЭСЛ, что способствует снижению рассеиваемой в ней мощности и расширению функциональных возможностей. Эмиттерные повторители на VT₆ и VT₇ также являются сдвигателями уровней, повторяют U_вх, но сдвигают его на 0,7 В для обеспечения входа и выхода низкого и высокого уровней.

Таким образом, эмиттерные повторители на VT₆ и VT₇ обеспечивают:

1) формирование выходных сигналов;

2) развязку между переключателями тока и нагрузкой;

3) высокую нагрузочную способность;

4) быстрый перезаряд емкости нагрузки за счет малого выходного сопротивления.

В схеме общей шиной является шина +Е_п, в результате чего потенциалы точек схемы отрицательны относительно общей шины. Однако в схеме ЭСЛ так же, как и в схемах ТТЛ, реализован принцип положительной логики, при которой большему выходному напряжению соответствует сигнал логической единицы, а меньшему – сигнал логического нуля.

Быстродействие токового переключателя высокое, так как транзисторы не входят в насыщение и, кроме того, мал логический перепад напряжений между значениями логического нуля и логической единицы. Это обеспечивается выбором малых значений сопротивлений резисторов R₁ и R₂ схемы, что крайне полезно с точки зрения уменьшения постоянной времени перезаряда выходной емкости транзистора.

Нетрудно заметить, что рассмотренная схема реализует по выходу y₁ операцию ИЛИ-НЕ, а по выходу у₂ – операцию ИЛИ

; .

Резисторы R_Б, включенные между базами транзисторов VТ₁ ¸ VТ₃ и – E_n, обеспечивают запертое состояние этих транзисторов при отсутствии входного сигнала. Это позволяет не беспокоиться о подключении неиспользуемых входов ИС к выводам источника питания.

Условное обозначение ЭСЛ имеет вид