13.26. Усилитель с «открытым коллектором» при работе на шину

Предположим, мы хотим организовать с помощью схем с открытым коллектором управление шиной ТТЛ с выхода -схемы. Это можно осуществить, используя каскад, как показано на рис. , работающий от (см. разд. 9.09), имеет малую нагрузочную способность, поэтому необходимо, чтобы резистор базы был велик.

Рис. 13.57.

Рис..

Для того, чтобы подчеркнуть эффекты, связанные с наличием параметров, подобных мы выбрали два очень распространенных транзистора.

Время нарастания рассчитывается по приведенной выше методике. Для линейного нарастания вследствие интегрирования имеем:

Расчет для экспоненты дает:

Для отрицательного фронта получаем:

Выбор транзистора.

Ситуация видна из рис. 13.58. Параметры, полученные для , полностью определяются действием емкости обратной связи, усиливающимся из-за относительно высокого сопротивления источника сигнала. Переходные процессы для , вероятно, оценены чуть-чуть оптимистично, поскольку они соответствуют частоте около 10 МГц, при которой , скорее всего, несколько ниже предполагаемого значения.

Интересно измерить время достижения напряжения порога ТТЛ ) как основной параметр системы с запуском вентилей ТТЛ шинными сигналами. Если не учитывать времена рассасывания и задержки, то времена достижения порогов ТТЛ будут следующие:

Времена нарастания и спада, измеренные нами, находятся в разумном согласии с предсказанными по нашей несколько упрощенной модели, за исключением, пожалуй, лишь времени нарастания для . Имеется несколько возможных объяснений, почему рассчитанное время нарастания в этом случае получилось слишком малым. В расчетах значение бралось при 10 МГц, в то время как время нарастания не соответствует более высоким частотам и, следовательно, более низким значениям . Кроме того, практические измерения для этого транзистора дают при 10 В и при 2 В. Любопытно, что использовавшийся нами имел реально гораздо меньшее значение , чем указанное в паспорте, и поэтому нам пришлось добавить небольшой конденсатор в схему, чтобы «довести» до «паспортной величины». Это, скорее всего, означает, что технологический процесс изменился уже после публикации данных о параметрах транзистора.

Рис. 13.59.

Упражнение 13.2 Проверьте результаты расчётов для (нарастание и спад) и .

Снижение питания до +3В.

Заметим, что время достижения порога ТТЛ при переходе из состояния ВЫСОКОГО уровня к НИЗКОМУ гораздо больше, чем при обратном переходе, даже если скорости нарастания и спада выходного сигнала (в случае схемы на ) почти одинаковы.

Это связано с тем, что пороговое напряжение ТТЛ расположено несимметрично между и землей, и поэтому коллекторное напряжение на спаде для достижения порога должно измениться на большую величину. По этой причине шины ТТЛ часто подключаются к источнику (для этого иногда используют пару последовательно соединённых диодов, подключенных к ), или каждая линия шины может быть подключена к делителю напряжения, как показано на рис. 13.59.

Упражнение 13.3. Рассчитайте время нарастания и спада и время задержки распространения для , управляющего описанной выше шиной с . Результат изобразите графически.